EP1373736B1 - Hydropneumatischer druckspeicher - Google Patents

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EP1373736B1
EP1373736B1 EP02722196A EP02722196A EP1373736B1 EP 1373736 B1 EP1373736 B1 EP 1373736B1 EP 02722196 A EP02722196 A EP 02722196A EP 02722196 A EP02722196 A EP 02722196A EP 1373736 B1 EP1373736 B1 EP 1373736B1
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EP
European Patent Office
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housing
membrane
holding
housing shell
longitudinal axis
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02722196A
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English (en)
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EP1373736A1 (de
Inventor
Gernot Rupp
Markus Lehnert
Herbert Baltes
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Hydac Technology GmbH
Original Assignee
Hydac Technology GmbH
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Publication date
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    • F15B2201/435—Anti-extrusion means being fixed to the separating means

Definitions

  • the invention relates to a hydropneumatic pressure accumulator with a formed from at least two interconnected housing shells Housing that separates the interior of the store from the outside environment, with a longitudinal axis defining a cross-section and the interior of the housing in two spaces, in particular a gas space and a Liquid space, dividing partition in the form of a gas-tight Membrane with its peripheral edge region to form a Seal to the inner wall of the housing by means of a holding device is clamped, which receives the edge region of the membrane between them Holding surfaces and at least one clamping force between the edge region and holding surfaces generating power storage element, wherein at least one of the retaining surfaces by a wall part of the housing shells is formed, wherein the retaining surfaces over their entire surface area run equidistant to each other to an annular gap between them to form, over its axial extent a constant light Has gap width, and wherein the located on one of the housing shells, based on the longitudinal axis outer holding surface part of the
  • Comparable accumulators are for example by DE 25 34 361 B2 known. Because of the very tight tolerances, as in the case of each other cooperating wall parts at the connection region of the housing shells as well as for contacting the edge region of the membrane Areas are observed, the installation of the membrane and the designed Assembly of the housing shells relatively difficult. Because of the Precise fit will result in least misalignment or tilt error relative to the longitudinal axis when moving the parts to disturbances of the assembly process or even damage due to misalignment or tilting.
  • EP 1 031 729 A2 is a generic hydropneumatic Pressure accumulator known, as a holding device for the partition or Separating membrane is provided a separate mounting ring, the between clamped two housing shells makes the determination.
  • the fastening ring as a holding device presses over a flange-like metal ring an end-side membrane bead in the associated receptacle of lower housing shell of the memory.
  • the housing shells Cylindrically formed on their mutually facing guide surfaces and thus in contact with each other.
  • the fastening ring as well
  • the lower housing shell extend over a predeterminable area below the Festlegewulstes with mutually parallel retaining surfaces, which define an equidistant gap with each other and so on one specifiable distance keep the partition wall.
  • the invention has the task to create a pressure accumulator of the type mentioned, which is characterized a construction which makes a particularly simple assembly possible characterized and the disadvantages described in the prior art does not have.
  • This task is solved by a hydropneumatic Pressure accumulator with the features of claim 1 in its entirety.
  • the one another to be connected end portions of the housing shells and the holding device to make the membrane so that the end portion of that Housing shell, which the outer holding surface for the Membraneinlays forms, a funnel-like outward extended guide surface forms when moving together the two housing shells.
  • the housing halves in the assembled state the housing halves, is equidistant from the other holding surface, thus results in the process of assembling the housing shells due to funnel-shaped arrangements of the guide surfaces a kind of self-centering, so that a trouble-free assembly with simple means allows is particularly well-defined investment situation for the edge of Partition wall or the separation membrane.
  • the elastic Sealing element with immediate effect on the edge region of the Membrane is also safe in the given overall situation Seal between the interior of the store and the environment reached.
  • the sealing element with an acting biasing force act on the assignable edge region of the membrane can, the sealing force is significantly improved and the membrane in their position exactly defined on its edge area, what the lifetime of the Membrane benefits as a whole.
  • Pressure accumulator has the other housing shell for the collapse with the one housing shell a funnel-shaped narrowing inwards further guide surface, wherein in the contracted state of the two housing shells, the two guide surfaces in contact with each other are and / or maintain an equidistant distance from each other.
  • a precise centering of a housing shell over the given other housing shell In register exact centering can such the said guide surfaces and other sealing surfaces of the memory with training.
  • Pressure accumulator extends the outer holding surface in extension and thus same inclination to its associated guide surface.
  • the inner support surface extending parallel to the outer support surface arranged offset by one step inwards to the longitudinal axis of the memory. Due to the pertinent arrangement, the holding surfaces can be train in meaningful continuation of the guide surfaces, what the Production costs significantly reduced.
  • the holding device be formed directly from the two housing shells and on an additional mounting ring can be completely eliminated. It is also possible while maintaining the advantages of the invention another embodiment, the pertinent arrangement by use realize a fastening ring, but then what the variety of parts increases and consequently the production costs.
  • each guide surface is shorter as the length of each associated holding surface.
  • the preferred range for the angle under which the outside Retaining surface widens outwardly in a funnel-like manner with respect to the longitudinal axis is 4 ° to 10 °, preferably 5 ° to 6 °.
  • the in which a housing shell can be inserted and the inner holding surface forms may also be formed by a clamping ring, with the associated Housing shell is connected via a resilient intermediate element, as a force storage element for generating the on the edge region of Membrane acting clamping force is used.
  • a resilient intermediate element as a force storage element for generating the on the edge region of Membrane acting clamping force is used.
  • a in Fig. 1 as a whole with 1 designated pressure accumulator has two Storage housing forming housing shells 3 and 5, which approximately formed hemispherical and connected together at an interface 7 are.
  • the Housing shells 3 and 5 at the seam 7 by electron beam welding or laser welding connected to each other gas-tight.
  • the housing shells 3 and 5 each have an opening 9 and 11, which are each for the Attachment of a connection fitting, which is not shown, are provided which the connection to a Gasein- and -nach Stahl also not shown or hydraulic system manufactures.
  • the interior of the housing is characterized by a partition in the form of a gas-tight Membrane 13 in a top in Fig. 1 located gas space 15 and a lower, adjacent to the opening 11 liquid space 17 divided.
  • the membrane 13 may be formed of an elastomeric material or preferably of a plastic material. It can be about a monolayer membrane made of a polyamide, e.g. PA6, or a polyamide blend, such as polyamide polyolefin, or of polyethylene terephthalate, Polyethylene naphthalate or polyvinylidene chloride.
  • the above-mentioned plastics as Be provided barrier layer, at which a cover layer or more Cover layers are or are located.
  • the membrane 13 is shown in Fig. 1 in not fully stretched state.
  • the smallest volume of the Liquid space 17 corresponds, would a glued to the membrane 13 or molded-on reinforcement 19, acting in the manner of a valve disk, come to rest over the inner edge of the opening 11 and at the opening 11 not only have a sealing effect, but also an impression of the Membrane 13 in the opening 11 by the prevailing in the gas space 15 Prevent pressure.
  • the reinforcement 19 can also be made of a material Verdikkung the membrane 13 itself be formed.
  • FIG. 1 shows the area designated by II in FIG. 1 on a larger scale, so that the details of the design of the edge region 21 of Membrane 13 and the holding device for the clamping of the membrane 13 are removable.
  • the Received edge region 21 of the membrane 13 between two holding surfaces, of which the housing shell 5 associated holding surface with 25th and the housing shell 3 associated holding surface 27 denoted is.
  • the holding surfaces 25 and 27 extend over the entire circumference of the Accumulator housing to each other equidistant, so that they are between them an annular gap for receiving the edge region 21 of the membrane 13 form, over its axial extent a constant clear gap width has.
  • the outer holding surface is 25 inclined at a very acute angle ⁇ to the longitudinal axis 29.
  • the outside lying holding surface 25 is therefore part of the lateral surface of a cone, whose tip is located on the longitudinal axis 29 of the pressure accumulator.
  • the outer holding surface 25th is the outer holding surface 25th at a small angle, which is preferably about 4 ° to 10 °, relative to the longitudinal axis 29 inclined so that the support surface 25 at its in Fig. 2 overhead end, i. at her the housing shell 3 facing End, the largest radial distance from the longitudinal axis 29 has.
  • the one housing shell 5 is slightly towards its outer end funnel-like outwardly extended guide surface 34 for the collapse the two housing shells 3.5 provided.
  • the other housing shell 3 is for moving together with a housing shell 5 after inside also funnel-shaped narrowing with another guide surface 36 provided, wherein in the contracted state of the two Housing shells 3.5, the two guide surfaces 34,36 in contact with each other are.
  • the outer support surface 25 in extension and thus the same inclination to the guide surface 34 associated therewith arranged.
  • the inner support surface 27 is in turn parallel to the outer holding surface 25 extending around a step 38 inwardly to the longitudinal axis 29 out offset and the length of each guide surface 34,36 is shorter than the length of each associated holding surface 25.27.
  • the one guide surface 34 of the housing shell closes 5 to the free end 32 of the same.
  • the holding device in question for the membrane partition can be formed directly from the two housing parts 3.5 or at least partly from a separate mounting ring (not shown), the in one of the two housing shells 3,5, in particular in the lower housing shell 5, can be used.
  • Fig. 2 shows with dashed lines 51 a stretched course of the edge region 21 of the membrane 13 to the region of the interface 7 of the housing shells.
  • a variant is shown in solid lines, in which the end portion 39 of the membrane 13 is folded outwards.
  • This District is indicated in Fig. 2 with a numbered IV / V circle.
  • Two ways of designing this district III / IV are shown in FIG. 3 and 4 shown in more detail as a second or third embodiment.
  • Fig. 3 shows that the end portion 39 is folded obliquely outwards, wherein formed in the upper housing shell 3 in the figures, an annular groove 53 is, in which a sealing element in the form of a profiled sealing ring 55, in particular in the form of an O-ring, is added. This is supported both on the inner holding surface 27 as well as the transverse thereto Surface 64 down to a clamping force and a seal to the adjacent Surface at the end portion 39 of the membrane 13 to form.
  • Fig. 4 is as an alternative construction with dashed lines 57 and the training a further annular gap at the upper end of the outer holding surface 25 indicated, wherein also the sealing ring 55 corresponding Sealing element would be included in this annular gap.
  • FIG. 4 shows a further embodiment in which in the in Fig. 2 with III / IV designated district on the outwardly folded edge region 21 of the membrane 13 on both sides in annular grooves sealing elements 61 and 63 are taken, in turn, both as additional energy storage elements act for clamping force generation as well as seals.
  • the respective sealing elements preferably occur in pairs and seal once to the gas side and once from the hydraulic side down. It exists but also the possibility with appropriate design of the membrane 13, that this exclusively takes over the oil-side seal.

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Description

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einem aus zumindest zwei miteinander verbindbaren Gehäuseschalen gebildeten Gehäuse, das das Innere des Speichers von der äußeren Umgebung trennt, mit einem eine Längsachse definierenden Querschnitt und einer den Innenraum des Gehäuses in zwei Räume, insbesondere einen Gasraum und einen Flüssigkeitsraum, unterteilenden Trennwand in Form einer gasdichten Membran, die mit ihrem umfänglichen Randbereich unter Bildung einer Abdichtung zur Innenwand des Gehäuses mittels einer Halteeinrichtung eingespannt ist, die den Randbereich der Membran zwischen sich aufnehmende Halteflächen und zumindest ein eine Spannkraft zwischen Randbereich und Halteflächen erzeugendes Kraftspeicherelement aufweist, wobei zumindest eine der Halteflächen durch einen Wandteil einer der Gehäuseschalen gebildet ist, wobei die Halteflächen über ihren gesamten Flächenbereich zueinander äquidistant verlaufen, um zwischen sich einen Ringspalt zu bilden, der über seine axiale Erstreckung eine gleichbleibende lichte Spaltweite besitzt, und wobei die an einer der Gehäuseschalen befindliche, bezogen auf die Längsachse außen liegende Haltefläche Teil der Mantelfläche eines Kegels ist, dessen Spitze auf der Längsachse so gelegen ist, daß diese Haltefläche an ihrem der anderen Gehäuseschale zugekehrten Ende den größten Radialabstand von der Längsachse besitzt.
Vergleichbare Druckspeicher sind beispielsweise durch die DE 25 34 361 B2 bekannt. Aufgrund der sehr engen Toleranzen, wie sie bei den miteinander zusammenwirkenden Wandteilen am Verbindungsbereich der Gehäuseschalen sowie für die den Randbereich der Membran kontaktierenden Flächen einzuhalten sind, gestaltet sich der Einbau der Membran und der Zusammenbau der Gehäuseschalen verhältnismäßig schwierig. Wegen der genauen Passung führen kleinste Fluchtungsfehler oder Neigungsfehler relativ zur Längsachse beim Zusammenfahren der Teile zu Störungen des Montagevorganges oder gar zu Beschädigungen durch Versatz oder Verkanten.
Durch die EP 1 031 729 A2 ist ein gattungsgemäßer hydropneumatischer Druckspeicher bekannt, wobei als Halteeinrichtung für die Trennwand oder Trennmembran ein eigenständiger Befestigungsring vorgesehen ist, der zwischen zwei Gehäuseschalen eingespannt die Festlegung vornimmt. Der Befestigungsring als Halteeinrichtung drückt über einen flanschartigen Metallring einen endseitigen Membranwulst in die zugeordnete Aufnahme der unteren Gehäuseschale des Speichers. Im Bereich der dahingehenden Wulstaufnahme für die Trennwand oder Trennmembran sind die Gehäuseschalen an ihren einander zugewandten Führungsflächen zylindrisch ausgebildet und dergestalt miteinander in Anlage. Der Befestigungsring sowie die untere Gehäuseschale verlaufen über einen vorgebbaren Bereich unterhalb des Festlegewulstes mit parallel zueinander verlaufenden Halteflächen, die einen äquidistanten Spalt miteinander begrenzen und derart über eine vorgebbare Wegstrecke die Trennwand halten. Werden beim Zusammenbau des bekannten Speichers die Gehäuseschalen zusammengefahren, kann es selbst bei genau gearbeiteten Führungs- und Halteflächen zu einem Anlageversatz kommen, was die Klemmung der Membran und ihre spätere Festlegung im Speicher beeinträchtigt sowie den Zusammenbau erheblich erschweren kann. Der zwischen den zylindrischen Führungsflächen der beiden Gehäusehälften angeordnete Dichtring, der mithin außerhalb der Membranbefestigungsstelle liegt, unterliegt keiner weiteren, die Dichtkraft erhöhenden Klemmkraft, so daß es bei den bekannten Lösungen insbesondere bei ungenauer Einspannung des Membranrandes im Rahmen des beschriebenen Zusammenbaus, zu Dichtigkeitsproblemen kommen kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Druckspeicher der genannten Art zu schaffen, der sich durch eine einen besonders einfachen Zusammenbau ermöglichende Bauweise auszeichnet und der die beschriebenen Nachteile im Stand der Technik nicht aufweist. Eine dahingehende Aufgabe löst ein hydropneumatischer Druckspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zumindest der Endbereich der einen Gehäuseschale zwischen ihrem freien Ende und dem jeweiligen Dichtelement eine trichterartig nach außen erweiterte Führungsfläche für das Zusammenfahren der beiden Gehäuseschalen aufweist und daß an zumindest einer Haltefläche zum Erzeugen einer auf den Randbereich der Membran wirkenden Spannkraft zumindest ein elastisches Dichtelement vorgesehen ist, ist erreicht, daß die Halteflächen über ihren gesamten Flächenbereich zueinander äquidistant verlaufen, um zwischen sich einen Ringspalt zu bilden, der über seine axiale Erstreckung eine gleichbleibende lichte Spaltweite besitzt.
Dadurch eröffnet sich die erfindungsgemäße Möglichkeit, die miteinander zu verbindenden Endbereiche der Gehäuseschalen sowie die Halteeinrichtung für die Membran so zu gestalten, daß der Endbereich an derjenigen Gehäuseschale, welche die außen liegende Haltefläche für die Membraneinspannung bildet, eine trichterartig nach außen erweiterte Führungsfläche beim Zusammenfahren der beiden Gehäuseschalen bildet. Dadurch, daß die der anderen Gehäuseschale zugeordnete, bezogen auf die Längsachse innen liegende Haltefläche bei der Bildung des den Randbereich der Membran aufnehmenden Ringspaltes, d.h. im zusammengebauten Zustand der Gehäusehälften, äquidistant zur anderen Haltefläche ist, ergibt sich somit beim Vorgang des Zusammenbaus der Gehäuseschalen aufgrund der trichterförmigen Anordnungen der Führungsflächen eine Art Selbstzentrierung, so daß ein störungsfreier Zusammenbau mit einfachen Mitteln ermöglicht ist bei insbesondere genau definierter Anlagesituation für den Rand der Trennwand bzw. der Trennmembran. Durch die Einbeziehung des elastischen Dichtelementes mit unmittelbarer Wirkung auf den Randbereich der Membran ist darüber hinaus bei der gegebenen Gesamtsituation eine sichere Abdichtung zwischen dem Inneren des Speichers und der Umgebung erreicht. Da darüber hinaus das Dichtelement mit einer wirkenden Vorspannkraft auf den zuordenbaren Randbereich der Membran einwirken kann, ist die Dichtkraft deutlich verbessert und die Membran in ihrer Lage bezogen auf ihren Randbereich genau definiert, was der Lebensdauer der Membran als Ganzes zugute kommt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers weist die andere Gehäuseschale für das Zusammenfahren mit der einen Gehäuseschale eine nach innen trichterförmig sich verengende weitere Führungsfläche auf, wobei im zusammengefahrenen Zustand der beiden Gehäuseschalen die beiden Führungsflächen in Anlage miteinander sind und/oder einen äquidistanten Abstand zueinander einhalten. Hierdurch ist eine genaue Zentrierung der einen Gehäuseschale gegenüber der anderen Gehäuseschale gegeben. Bei paßgenauer Zentrierung können dergestalt die genannten Führungsflächen auch weitere Dichtflächen des Speichers mit ausbilden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers verläuft die äußere Haltefläche in Verlängerung und mithin gleicher Neigung zu der ihr zugeordneten Führungsfläche. Vorzugsweise ist dabei die innere Haltefläche parallel zu der äußeren Haltefläche verlaufend um eine Stufe nach innen zur Längsachse des Speichers hin versetzt angeordnet. Aufgrund der dahingehenden Anordnung lassen sich die Halteflächen in sinnfälliger Fortführung der Führungsflächen ausbilden, was die Herstellkosten deutlich reduziert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Druckspeichers kann die Halteeinrichtung unmittelbar aus den beiden Gehäuseschalen gebildet sein und auf einen zusätzlichen Befestigungsring kann vollständig verzichtet werden. Es ist unter Beibehaltung der Vorteile der Erfindung aber auch möglich, bei einer anderen Ausführungsform die dahingehende Anordnung durch Einsatz eines Befestigungsringes zu realisieren, was jedoch dann die Teilevielfalt erhöht und mithin die Herstellkosten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers ist die Länge einer jeden Führungsfläche kürzer bemessen als die Länge einer jeden zugeordneten Haltefläche. Die dahingehende Anordnung gewährleistet zum einen Halteflächen in einer Größe zur Verfügung zu stellen, die der sicheren Festlegung des Membranmaterials dienen, um dennoch auf der anderen Seite die Zentriersituation über die Führungsflächen nicht zu beeinträchtigen und auch die dahingehende Zentrierung vollumfänglich sicherzustellen.
Der bevorzugte Bereich für den Winkel, unter dem sich die außen liegende Haltefläche gegenüber der Längsachse trichterartig nach außen erweitert, beträgt 4° bis 10°, vorzugsweise 5° bis 6°.
Der Vorteil des vereinfachten Zusammenbaus bleibt ungeschmälert, ungeachtet dessen, auf welche Weise das Kraftspeicherelement gestaltet wird, das dazu benutzt wird, um die Spannkraft zu erzeugen, die erforderlich ist, um bei gleichförmiger lichter Spaltweite zwischen den Halteflächen den Randbereich der Membran einzuspannen und abzudichten.
Die, bezogen auf die Längsachse, innen liegende Haltefläche kann beispielsweise an einem in die eine Gehäuseschale einsteckbaren Ansatz der anderen Gehäuseschale ausgebildet sein. Wenn in diesem Falle der Ansatz einstückig mit der anderen Gehäuseschale ausgebildet ist, kann als die Spannkraft zwischen Randbereich der Membran und Halteflächen erzeugendes Kraftspeicherelement mindestens ein zwischen zumindest einer Haltefläche und dem Randbereich der Membran angeordnetes, elastisches Dichtelement vorgesehen sein.
Alternativ kann der an der anderen Gehäuseschale befindliche Ansatz, der in die eine Gehäuseschale einsteckbar ist und die innen liegende Haltefläche bildet, auch durch einen Klemmring gebildet sein, der mit der zugehörigen Gehäuseschale über ein federndes Zwischenelement verbunden ist, das als Kraftspeicherelement zum Erzeugen der auf den Randbereich der Membran wirkenden Spannkraft dient. In beiden Fällen verlaufen die in die eine Gehäuseschale einsteckbaren umfänglichen Randteile mit kleinem Kegelwinkel trichterartig nach innen, besitzen also die für den leichten und sicheren Zusammenbau geeignete Konfiguration.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt eines Druckspeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2
einen in größerem Maßstab und abgebrochen gezeichneten Ausschnitt des in Fig. 1 mit II bezeichneten Bereiches;
Fig. 3 und 4
abgebrochen gezeichnete Teilschnitte des in Fig. 2 mit IV und V gekennzeichneten Bereiches, wobei jedoch ein zweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel gezeigt sind.
Ein in Fig. 1 als Ganzes mit 1 bezeichneter Druckspeicher weist zwei das Speichergehäuse bildende Gehäuseschalen 3 und 5 auf, die näherungsweise halbkugelförmig ausgebildet und an einer Nahtstelle 7 miteinander verbunden sind. In der bei derartigen Druckspeichern üblichen Weise sind die Gehäuseschalen 3 und 5 an der Nahtstelle 7 durch Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen miteinander gasdicht verbunden. Die Gehäuseschalen 3 und 5 weisen je eine Öffnung 9 bzw. 11 auf, die jede fürden Anbau einer Anschlußarmatur, die nicht gezeigt ist, vorgesehen sind, welche die Verbindung zu einem ebenfalls nicht gezeigten Gasein- und -nachfüllsystem bzw. Hydrauliksystem herstellt.
Der Innenraum des Gehäuses ist durch eine Trennwand in Form einer gasdichten Membran 13 in einen in Fig. 1 oben befindlichen Gasraum 15 und einen unteren, an die Öffnung 11 angrenzenden Flüssigkeitsraum 17 unterteilt. Die Membran 13 kann aus einem elastomeren Werkstoff gebildet sein oder vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial. Dabei kann es sich um eine Monolayer-Membran handeln, die aus einem Polyamid besteht, z.B. PA6, oder einem Polyamid-Blend, etwa Polyamid-Polyolefin, oder aus Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat oder Polyvinylidenchlorid. Bei einer Multilayer-Membran können die vorstehend erwähnten Kunststoffe als Sperrschicht vorgesehen sein, an der sich eine Decklage oder mehrere Decklagen befindet bzw. befinden.
Die Membran 13 ist in Fig. 1 in nicht vollständig gestrecktem Zustand gezeigt. Bei dem völlig gestreckten Zustand, der dem kleinsten Volumen des Flüssigkeitsraumes 17 entspricht, würde eine an die Membran 13 angeklebte oder angespritzte Verstärkung 19, in der Art eines Ventiltellers wirkend, über den inneren Rand der Öffnung 11 zu liegen kommen und an der Öffnung 11 nicht nur abdichtend wirken, sondern auch ein Eindrücken der Membran 13 in die Öffnung 11 durch den im Gasraum 15 herrschenden Druck verhindern. Die Verstärkung 19 kann auch aus einer Materialverdikkung der Membran 13 selbst gebildet sein.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Bereich in größerem Maßstab, so daß die näheren Einzelheiten der Gestaltung des Randbereichs 21 der Membran 13 sowie der Halteeinrichtung für die Einspannung der Membran 13 entnehmbar sind. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 ist der Randbereich 21 der Membran 13 zwischen zwei Halteflächen aufgenommen, von denen die der Gehäuseschale 5 zugeordnete Haltefläche mit 25 und die der Gehäuseschale 3 zugeordnete Haltefläche mit 27 bezeichnet ist. Die Halteflächen 25 und 27 verlaufen über den gesamten Umfang des Druckspeichergehäuses zueinander äquidistant, so daß sie zwischen sich einen Ringspalt für die Aufnahme des Randbereiches 21 der Membran 13 bilden, der über seine axiale Erstreckung eine gleichbleibende lichte Spaltweite besitzt.
In Fig. 1 ist die durch die näherungsweise kugelige Form der Gehäuseschalen 3 und 5 definierte Längsachse des Druckspeichers 1 mit 29 bezeichnet. Wie aus Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, ist die außen liegende Haltefläche 25 unter einem sehr spitzen Winkel α zur Längsachse 29 geneigt. Die außen liegende Haltefläche 25 ist daher Teil der Mantelfläche eines Kegels, dessen Spitze auf der Längsachse 29 des Druckspeichers gelegen ist. Entsprechend der Darstellung von Fig. 2 ist die außen liegende Haltefläche 25 unter einem kleinen Winkel, der vorzugsweise etwa 4° bis 10° beträgt, gegenüber der Längsachse 29 so geneigt, daß die Haltefläche 25 an ihrem in Fig. 2 oben liegenden Ende, d.h. an ihrem der Gehäuseschale 3 zugekehrten Ende, den größten Radialabstand von der Längsachse 29 besitzt.
Die eine Gehäuseschale 5 ist zu ihrem äußeren Ende hin mit einer leicht trichterartigen nach außen erweiterten Führungsfläche 34 für das Zusammenfahren der beiden Gehäuseschalen 3,5 versehen. Die andere Gehäuseschale 3 ist für das Zusammenfahren mit der einen Gehäuseschale 5 nach innen gleichfalls trichterförmig sich verengend mit einer weiteren Führungsfläche 36 versehen, wobei im zusammengefahrenen Zustand der beiden Gehäuseschalen 3,5 die beiden Führungsflächen 34,36 in Anlage miteinander sind. Des weiteren ist die äußere Haltefläche 25 in Verlängerung und mithin gleicher Neigung zu der ihr zugeordneten Führungsfläche 34 verlaufend angeordnet. Die innere Haltefläche 27 ist wiederum parallel zu der äußeren Haltefläche 25 verlaufend um eine Stufe 38 nach innen zur Längsachse 29 hin versetzt angeordnet und die Länge einer jeden Führungsfläche 34,36 ist kürzer bemessen als die Länge einer jeden zugeordneten Haltefläche 25,27. Des weiteren schließt sich die eine Führungsfläche 34 der Gehäuseschale 5 an das freie Ende 32 derselben an.
Die in Rede stehende Halteeinrichtung für die Membrantrennwand kann unmittelbar aus den beiden Gehäuseteilen 3,5 gebildet sein oder zumindest teilweise aus einem eigenständigen Befestigungsring (nicht dargestellt), der in eine der beiden Gehäuseschalen 3,5, insbesondere in die untere Gehäuseschale 5, einsetzbar ist.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ansatz, der in der Figur oberen Gehäuseschale 3, welcher in die Gehäuseschale 5 hineinragt, mit der Gehäuseschale 3 nicht einstückig ausgebildet. Vielmehr ist bei diesem Beispiel als der Gehäuseschale 3 zugeordneter Ansatz ein Klemmring 45 vorgesehen, der mit der zugehörigen Gehäuseschale 3 über ein federndes Zwischenelement 47 verbunden ist. Dieses dient als Kraftspeicherelement, das bei zusammengebautem Zustand des Druckspeichers eine den Klemmring 45 keilartig in die Gehäuseschale 5 hinein vorspannende Axialkraft erzeugt. Diese wirkt als Spannkraft zwischen den Halteflächen 25 und 27, die den einzuspannenden Randbereich 21 der Membran 13 zwischen sich aufnehmen. Zusätzlich sind O-ringartige Dichtelemente 49 beidseits des Randbereichs 21 der Membran 13 angeordnet und wirken sowohl abdichtend als auch als zusätzliche, Spannkraft erzeugende Kraftspeicherelemente.
Fig. 2 zeigt mit gestrichelten Linien 51 einen gestreckten Verlauf des Randbereichs 21 der Membran 13 bis zum Bereich der Nahtstelle 7 der Gehäuseschalen. Alternativ ist mit ausgezogenen Linien eine Variante dargestellt, bei der der Endbereich 39 der Membran 13 nach außen umgelegt ist. Dieser Bezirk ist in Fig. 2 mit einem mit IV/V bezifferten Kreis kenntlich gemacht. Zwei Möglichkeiten der Gestaltung dieses Bezirkes III/IV sind in Fig. 3 bzw. 4 als zweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel näher dargestellt.
Fig. 3 zeigt, daß der Endbereich 39 schräg nach außen umgelegt ist, wobei in der in den Figuren oberen Gehäuseschale 3 eine Ringnut 53 ausgebildet ist, in der ein Dichtelement in Form eines profilierten Dichtringes 55, insbesondere in Form eines O-Ringes, aufgenommen ist. Dieser stützt sich sowohl an der innen liegenden Haltefläche 27 als auch der dazu quer verlaufenden Fläche 64 ab, um eine Spannkraft und eine Abdichtung zur angrenzenden Fläche am Endbereich 39 der Membran 13 zu bilden. In Fig. 4 ist als alternative Bauweise mit gestrichelten Linien 57 auch die Ausbildung eines weiteren Ringspaltes am oberen Ende der außen liegenden Haltefläche 25 angedeutet, wobei ebenfalls ein dem Dichtring 55 entsprechendes Dichtelement in diesem Ringspalt aufgenommen wäre.
Schließlich zeigt Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem in dem in Fig. 2 mit III/IV bezeichneten Bezirk an dem nach außen umgelegten Randbereich 21 der Membran 13 beidseits in Ringnuten Dichtelemente 61 und 63 aufgenommen sind, die wiederum sowohl als zusätzliche Kraftspeicherelemente zur Spannkrafterzeugung als auch als Abdichtungen wirken. Die jeweiligen Dichtelemente treten vorzugsweise paarweise auf und dichten einmal zur Gasseite und einmal zur Hydraulikseite hin ab. Es besteht aber auch die Möglichkeit bei entsprechender Auslegung der Membran 13, daß diese die ölseitige Abdichtung ausschließlich übernimmt.

Claims (11)

  1. Hydropneumatischer Druckspeicher (1) mit einem aus zumindest zwei miteinander verbindbaren Gehäuseschalen (3,5) gebildeten Gehäuse, das das Innere des Speichers von der äußeren Umgebung trennt, mit einem eine Längsachse (29) definierenden Querschnitt und einer den Innenraum des Gehäuses in zwei Räume, insbesondere einen Gasraum (15) und einen Flüssigkeitsraum (17), unterteilenden Trennwand in Form einer gasdichten Membran (13), die mit ihrem umfänglichen Randbereich (21) unter Bildung einer Abdichtung zur Innenwand des Gehäuses mittels einer Halteeinrichtung eingespannt ist, die den Randbereich (21) der Membran (13) zwischen sich aufnehmende Halteflächen (25,27) und zumindest ein eine Spannkraft zwischen Randbereich (21) und Halteflächen (25,27) erzeugendes Kraftspeicherelement (47) aufweist, wobei zumindest eine (25) der Halteflächen (25,27) durch einen Wandteil einer der Gehäuseschalen (3,5) gebildet ist, wobei die Halteflächen (25,27) über ihren gesamten Flächenbereich zueinander äquidistant verlaufen, um zwischen sich einen Ringspalt zu bilden, der über seine axiale Erstreckung eine gleichbleibende lichte Spaltweite (D) besitzt, und wobei die an einer (5) der Gehäuseschalen (3,5) befindliche, bezogen auf die Längsachse (29) außen liegende Haltefläche (25) Teil der Mantelfläche eines Kegels ist, dessen Spitze auf der Längsachse (29) so gelegen ist, daß diese Haltefläche (25) an ihrem der anderen Gehäuseschale (3) zugekehrten Ende den größten Radialabstand von der Längsachse (29) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Endbereich (30) der einen Gehäuseschale (5) zwischen ihrem freien Ende (32) und dem jeweiligen Dichtelement (49) eine trichterartig nach außen erweiterte Führungsfläche (34) für das Zusammenfahren der beiden Gehäuseschalen (3,5) aufweist und daß an zumindest einer Haltefläche (25,27) zum Erzeugen einer auf den Randbereich (21) der Membran (13) wirkenden Spannkraft zumindest ein elastisches Dichtelement (49) vorgesehen ist.
  2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Gehäuseschale (3) für das Zusammenfahren mit der einen Gehäuseschale (5) eine nach innen trichterförmig sich verengende weitere Führungsfläche (36) aufweist und daß im zusammengefahrenen Zustand der beiden Gehäuseschalen (3,5) die beiden Führungsflächen (34,36) in Anlage miteinander sind und/oder einen äquidistanten Abstand zueinander einhalten.
  3. Druckspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Haltefläche (25) in Verlängerung und mithin gleicher Neigung zu der ihr zugeordneten Führungsfläche (34) verläuft.
  4. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Haltefläche (27) parallel zu der äußeren Haltefläche (25) verlaufend um eine Stufe (38) nach innen zur Längsachse (29) des Speichers (1) hin versetzt angeordnet ist.
  5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung unmittelbar aus den beiden Gehäuseschalen (3,5) gebildet ist oder zumindest teilweise aus einem Befestigungsring, der zumindest in eine der beiden Gehäuseschalen (3,5) einsetzbar ist.
  6. Druckspeicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge einer jeden Führungsfläche (34,36) kürzer bemessen ist als die Länge einer jeden zugeordneten Haltefläche (25,27).
  7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des Kegels, der die an der einen Gehäuseschale (5) ausgebildete Haltefläche (25) definiert, gegenüber der Längsachse (29) 4° bis 10° beträgt.
  8. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die, bezogen auf die Längsachse (29) innen liegende Haltefläche (27) an einem in die eine Gehäuseschale (5) einsteckbaren Ansatz (33,45) der anderen Gehäuseschale (3) ausgebildet ist.
  9. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die innen liegende Haltefläche (27) bildende Ansatz durch einen Klemmring (45) gebildet ist, der mit der zugeordneten Gehäuseschale (3) über ein federndes, gasabdichtendes Zwischenelement (47) verbunden ist, das zum Erzeugen der auf den Randbereich (21) der Membran (13) wirkenden Spannkraft an der dem Klemmring (45) zugehörigen Haltefläche (27) eine Vorspannkraft erzeugt, die diese Haltefläche (27) in Axialrichtung zu verschieben sucht.
  10. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (21) der Membran in seinem über das Ende der außen liegenden Haltefläche (25) überstehenden Endabschnitt (39) nach außen umgelegt und mit diesem Endabschnitt im Zwischenraum zwischen an der einen Gehäuseschale (5) und an der anderen Gehäuseschale (3) ausgebildeten Aufnahmeflächen (65 bzw. 64) aufgenommen ist, die in zur Längsachse (29) quer verlaufenden Ebenen liegen.
  11. Druckspeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an der Aufnahmefläche (64,65) einer der Gehäuseschalen (3,5) zumindest ein elastisches Dichtelement (55,61,63) zur Bildung einer Abdichtung an dem Endabschnitt (39) der Membran (13) und/oder zum Erzeugen einer den Endabschnitt (39) gegen die gegenüberliegende Aufnahmefläche (64,65) pressenden Spannkraft vorgesehen ist.
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