EP2519748B1 - Hydrospeicher, insbesondere balgspeicher - Google Patents

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EP2519748B1
EP2519748B1 EP09801178.6A EP09801178A EP2519748B1 EP 2519748 B1 EP2519748 B1 EP 2519748B1 EP 09801178 A EP09801178 A EP 09801178A EP 2519748 B1 EP2519748 B1 EP 2519748B1
Authority
EP
European Patent Office
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bellows
housing
sealing
ring
annular
Prior art date
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Active
Application number
EP09801178.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2519748A1 (de
Inventor
Herbert Baltes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydac Technology GmbH
Original Assignee
Hydac Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Technology GmbH filed Critical Hydac Technology GmbH
Publication of EP2519748A1 publication Critical patent/EP2519748A1/de
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Publication of EP2519748B1 publication Critical patent/EP2519748B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04Accumulators
    • F15B1/08Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/10Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • F15B1/103Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means the separating means being bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00Accumulators
    • F15B2201/20Accumulator cushioning means
    • F15B2201/205Accumulator cushioning means using gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00Accumulators
    • F15B2201/30Accumulator separating means
    • F15B2201/315Accumulator separating means having flexible separating means
    • F15B2201/3153Accumulator separating means having flexible separating means the flexible separating means being bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00Accumulators
    • F15B2201/30Accumulator separating means
    • F15B2201/315Accumulator separating means having flexible separating means
    • F15B2201/3157Sealings for the flexible separating means

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic accumulator, designed as a bellows, in which serving as a movable separating element between the gas side and fluid side bellows on its pull out and contraction in the storage housing in the axial direction movable Balgende a the interior of the bellows fluid-sealing final closure body and at its other Balgende relative to Storage housing is fixed immovably, wherein a sealing the interior of the bellows on immovable Balgende relative to the storage enclosure seal assembly in addition to a first, causing the sealing functional area has a second functional area in the form of a protruding into the interior of the bellows approach, which is a resilient buffer for the system forms the closure body of the bellows in the fully contracted state, and wherein a metal bellows is provided with a welded to the respective Belgende, metallic closure body.
  • Hydraulic accumulator with serving as a movable separator bellows are known and find application in various technical fields, for example in hydraulic brake systems for vehicles and various industrial hydraulic systems.
  • the EP 1 052 412 A2 shows a bellows accumulator of the type mentioned, in which a metal bellows is provided as a movable separating element between the gas side and the fluid side.
  • DE 10 2007 036 487 A1 discloses a guide device for a metal bellows which, on at least one bellows end, moves one upon extension and contraction of the bellows along the wall of the housing.
  • End body having, between this and the housing, a guide element is present.
  • the guide element is formed by a plurality of separate, arranged at intervals from one another on the circumference of the end body guide body.
  • a bottom plate which has a radially outer edge on the upper side facing the fluid side with an elastomer sealing ring arranged in a recess and a metallic centering ring.
  • the metallic centering ring holds the elastomeric sealing ring in its installed position, which forms a stop damping for parts of the bellows so far.
  • the invention has the object to provide a hydraulic accumulator in the form of a bellows storage available, which is characterized by a particularly favorable performance, in particular ensures safe long-term operation.
  • a hydraulic accumulator having the features of claim 1 in its entirety.
  • at least one protrusion projecting in the axial direction against the movable bellows end is integrally formed on the projection projecting into the interior of the bellows, against which the closure body of the bellows starts in its fully contracted state.
  • the resilient, formed by the second functional area of the seal assembly, resilient buffer acts not only as a compliant, stroke limiting end stop the movement of the Closure body, but avoids any resulting operating noise by hitting moving parts of the bellows to unyielding components.
  • the stationary bellows end is fixed by means of a fluid-tight welded connection to a housing-fixed retaining ring whose inner annular opening adjoins the fluid side forming the interior of the bellows, wherein the seal assembly with its first functional area forms the seal between the inner ring opening of the retaining ring and the storage housing.
  • the storage housing has a main part and a bottom housing end part with a central fluid inlet in communication with the fluid inlet, wherein the seal assembly comprises an annular body, the first functional area forms an annular, radially outer sealing lip, which lies with lying in radial planes sealing surfaces causes the seal against a seat on the housing end part and an annular surface on the retaining ring.
  • the arrangement can advantageously be made such that the closure body of the bellows has the shape of a pot with a circular cylindrical side wall extending away from the movable Balgende in the interior of the bellows and is bounded by a flat pot bottom, the annular body to the The second functional area forming approach as a bulge has a rounded annular rib, the axial elevation is chosen such that the outside of the pot bottom rests with fully compressed bellows on the annular rib.
  • This design of the closure body in the form of a projecting into the interior of the bellows pot leads to a significant increase in the volume of the gas side.
  • the investment of the flat bottom of the pot at the resilient rib forming the annular rib results in a centering of the bellows in the fully contracted end position.
  • the annular body forming the sealing arrangement may advantageously be shaped so that the end surface of the annular body facing the seating surface on the housing end part forms a radial plane extending from the radially outer sealing surface of the sealing lip to the annular opening, wherein the annular body has a stepped shape on the opposite side.
  • seal assembly forming annular body materials for the production of the seal assembly forming annular body are polytetrafluoroethylene, a hydrolysis resistant polyurethane elastomer or other elastomer into consideration.
  • Particularly suitable polyurethane elastomer has been found, which is marketed by the company Economos Austriatechnik mbH under the product Eco-Pure ®.
  • a designated as a whole with 1 memory housing has a housing main part 3 in the form of a circular cylindrical pot with lying in the drawing above end 5, which is closed except for a filling opening 7, which is aligned with the housing longitudinal axis 9 and in the representation of Fig. 1 is closed by a plug 11 media-tight.
  • the lower end of the housing 1 is closed by a housing end part 13, which is welded tightly along a weld line 16 with the housing main body 3.
  • Concentric with the axis 9 is located in the end part 13, a fluid inlet 15 with an outer connecting piece 17.
  • a threaded cap 20 In the representation of Fig. 1 is screwed onto the external thread of the connecting piece 17, a threaded cap 20.
  • a metal bellows unit forms a movable separating element between a gas side 21, which adjoins the housing end 5 and via the filling opening 7 with a working gas, preferably N 2 , can be filled with a gas pre-filling pressure, and a fluid side adjacent to the fluid inlet 15 23.
  • a working gas preferably N 2
  • the bellows 19 is in its fully contracted state, with the volume of the gas side 21 being the largest, while the fluid side 23 adjacent the fluid inlet 15 has its smallest volume.
  • the bellows unit is welded to the housing end part 13 adjacent bellows 29, more precisely, at the radially outer edge of the last bellows fold, fluid-tight with a metallic retaining ring 25.
  • the retaining ring 25 in turn is welded to the storage housing at the separation point between the end part 13 and the main part 3 at the weld line 16.
  • the welding line 16 is thermally insulated at least partially via the retaining ring 25 from the bellows 29.
  • the welding region of the bellows end 29 itself on the retaining ring 25 is designated in the figure by 27, where the retaining ring 25 forms an annular axial elevation.
  • the housing-fixed Balgende 29 opposite, movable bellows 31 is welded at the radially outer end edge of the last Balgfalte at 33 with a metallic end body 35 which forms a closure body which closes the interior of the bellows 19 at the movable end 31 fluid-tight and thus the separation between the gas side 21 and fluid side 23 forms.
  • the sealing of the outside of the bellows 19 is effected by a sealing arrangement 37 in the form of an annular sealing element, which seals the retaining ring 25 relative to the housing end part 13.
  • the end body 35 has in the illustrated embodiment, the shape of a pot with a circular cylindrical side wall 39, of the on Balgende 31 pot opening extending into the interior of the bellows 19 to a flat pot bottom 41. Compared to a planar design of the end body 35, the pot shape results in an enlargement of the gas volume of the gas side 21.
  • the end body 35 extends beyond the adjacent Balgende 31 away radially outward to the weld 33 of the Balgendes and runs from there Balgende 31 away radially and axially to form an approximated to the housing wall peripheral edge 43.
  • the peripheral edge 43 is a circumferential annular groove 45, the seat for a ring body 47, see FIGS. 5 and 6 , as part of a management device.
  • This annular body 47 has a seated in the annular groove 45 ring member 49 which forms on its outer periphery first annular surface parts 51 which are separated by second annular surface portions 53 from each other.
  • the second ring surface parts 53 are compared with the Ringflächtentei len 51, see Fig. 5 , radially outwardly offset such that the second annular surface portions 53 on the housing wall abutting sliding surfaces on radially projecting from the inner ring member 49 guide bodies 55 form.
  • a pressurized fluid such as hydraulic oil
  • Fig. 2 to 4 This is a profiled or stepped sealing ring made of a material having a certain flexibility, for example polytetrafluoroethylene or an elastomeric polyurethane or other elastomeric material, such as synthetic rubber.
  • ECOPUR ® has proven to be particularly suitable as a sealing material.
  • the annular body 61 is profiled so that the radially outer edge region as the first functional area an annular, radially outer sealing lip 63 is formed, which forms an upper sealing surface 65 and a lower sealing surface 67, wherein the upper annular sealing surface 65 at the radially inner end in a step 69, while the other sealing surface 67 lies in the continuous radial plane of the annular body 61.
  • the annular body 61 merges into a radially further inward projection 71, which forms the second functional region of the sealing arrangement, wherein a curved annular rib 73 projects axially from the upper side of this projection 71. Radially inwardly the annular rib 73 merges into a sloping second step 75, to which a radially inner annular edge 77 connects.
  • installation state forms the annular body 61 of the seal assembly 37 between the retaining ring 25 which is connected at the weld 27 tightly with the interior of the bellows 19, and the housing end portion 13, the fluid-tight seal.
  • the seal assembly 37 is received in a seat on the housing end portion 13, at the base surface of the annular body 61 with the continuation of the sealing surface 67 forming radial plane is applied over the entire surface.
  • the projection 71 forms a radially inwardly projecting annular rim 77 which is received in an undercut 79 of the housing end part 13 and thereby secured against axial lifting.
  • the sealing lip 63 seals with its sealing surfaces 67 and 65 relative to the housing end part 13 and the retaining ring 25, wherein the annular edge 77 engages in a sealing space between the seat on the housing end part 13 and an inner annular surface 81 formed by a step on the retaining ring 25.
  • Fig. 1 shows, the depth of the pot on the end body 35 and the axial elevation of the formed as a buffer on the seal assembly 37, curved annular rib 73 are selected so that in the in Fig. 1 shown, fully contracted state of the bellows 19 of the bottom of the pot 41 rests on the one resilient end stop forming rib 73 of the seal assembly 37.
  • the fluid side 23 via the inlet 15 with a pressurized fluid, in particular hydraulic fluid, a fuel or lubricant in fluid communication to smooth occurring pressure surges. It has proved to be favorable if, as in DE 10 2004 004 341 A1 is shown, the gas side 21 is not only filled with working gas, but also contains a predetermined volume fraction of a fluid. A combination of nitrogen gas as the working gas and ethylene alcohol as the fluid on the gas side 21 of the storage has proved to be particularly advantageous.
  • the fluid between folds and deflections of the bellows 19 form a damping support medium, on which the folded wall parts of the bellows 19 can be supported on the fluid as an abutment, which leads to an increase in the life of the bellows 19 and thus to an increase in reliability , This is especially true for rapid pulsations and rapid pressure surges. Due to the protruding projections on both sides At the seal assembly 37, an undesired withdrawal of the assembly 37 during operation of the memory is avoided with certainty due to the resulting undercuts.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, ausgebildet als Balgspeicher, bei dem der als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite dienende Balg an seinem bei Ausziehen und Zusammenziehen im Speichergehäuse in Axialrichtung bewegbaren Balgende einen den Innenraum des Balges fluiddicht abschließenden Verschlusskörper aufweist und an seinem anderen Balgende relativ zum Speichergehäuse unbewegbar festgelegt ist, wobei eine den Innenraum des Balges am unbeweglichen Balgende gegenüber dem Speichergehäuse abdichtende Dichtungsanordnung zusätzlich zu einem ersten, die Abdichtung bewirkenden Funktionsbereich einen zweiten Funktionsbereich in Form eines in den Innenraum des Balges ragenden Ansatzes aufweist, der einen nachgiebigen Puffer für die Anlage des Verschlusskörpers des im voll zusammengezogenen Zustand befindlichen Balges bildet, und wobei ein Metallbalg mit einem mit dem betreffenden Balgende verschweißten, metallischen Verschlusskörper vorgesehen ist.
  • Hydrospeicher mit einem als bewegbares Trennelement dienenden Balg sind bekannt und finden auf verschiedenen technischen Gebieten Anwendung, beispielsweise bei hydraulischen Bremssystemen für Fahrzeuge und den verschiedensten industriellen Hydrauliksystemen. Die EP 1 052 412 A2 zeigt einen Balgspeicher der eingangs genannten Art, bei dem als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite ein Metallbalg vorgesehen ist. Dadurch, dass eine den Innenraum des Balges am unbeweglichen Balgende gegenüber dem Speichergehäuse abdichtende Dichtungsanordnung zusätzlich zu einem ersten, die Abdichtung bewirkenden Funktionsbereich einen zweiten Funktionsbereich in Form eines in den Innenraum des Balges ragenden Ansatzes aufweist, eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Dichtungsanordnung für eine Zusatzfunktion zu nutzen, indem die Nachgiebigkeit des Dichtungsmaterials zur Bildung eines nachgiebigen Puffers genutzt wird.
  • DE 10 2007 036 487 A1 offenbart eine Führungseinrichtung für einen Metallbalg, der an zumindest einem Balgende einen bei Ausziehen und Zusammenziehen des Balges entlang der Wand des Gehäuses bewegbaren. Endkörper aufweist, wobei zwischen diesem und dem Gehäuse ein Führungselement vorhanden ist. Das Führungselement ist durch eine Mehrzahl gesonderter, in Abständen voneinander am Umfang des Endkörpers angeordneter Führungskörper gebildet. An dem den Fluidanschluss aufweisenden Ende des Speichergehäuses befindet sich eine Bodenplatte, die an der der Fluidseite zugewandten Oberseite einen radial äußeren Rand mit einem in einer Vertiefung angeordneten Elastomerdichtring sowie einem metallischen Zentrierring aufweist. Der metallische Zentrierring hält den Elastomerdichtring in seiner Einbaulage, der insoweit eine Anschlagdämpfung für Teile des Balges bildet.
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers zur Verfügung zu stellen, der sich durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet, insbesondere einen sicheren Langzeitbetrieb gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Hydrospeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Erfindungsgemäß ist an dem in den Innenraum des Balges ragenden Ansatz zumindest eine in Axialrichtung gegen das bewegbare Balgende vorstehende Auswölbung angeformt, an der der Verschlusskörper des Balges bei dessen voll zusammengezogenem Zustand anläuft. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen es zu schwingenden Bewegungen des bewegbaren Verschlusskörpers des Balges kommt, wie dies beispielsweise bei Pulsationsdämpfern der Fall ist, wirkt der nachgiebige, durch den zweiten Funktionsbereich der Dichtungsanordnung gebildete, nachgiebige Puffer nicht nur als nachgiebiger, hubbegrenzender Endanschlag der Bewegung des Verschlusskörpers, sondern vermeidet gegebenenfalls entstehende Betriebsgeräusche durch ein Anschlagen beweglicher Teile des Balges an unnachgiebige Bauelemente.
  • Weiter ist erfindungsgemäß das unbewegliche Balgende mittels einer fluiddichten Schweißverbindung an einem gehäusefesten Haltering festlegt, dessen innere Ringöffnung an den die Fluidseite bildenden Innenraum des Balges angrenzt, wobei die Dichtungsanordnung mit ihrem ersten Funktionsbereich die Abdichtung zwischen der inneren Ringöffnung des Halteringes und dem Speichergehäuse bildet. Dadurch,
    dass die Dichtungsanordnung an der inneren Ringöffnung des Halteringes unmittelbar eine Abdichtung zum Speichergehäuse bildet, resultiert eine Abdichtung des Innenraumes des Balges gegenüber dessen Außenseite unabhängig davon, ob der Haltering seinerseits umfangsseitig fluiddicht gegenüber dem Speichergehäuse abgedichtet ist. Mit anderen Worten gesagt, genügt es, wenn über eine Schweißverbindung zur Gehäusewand der Haltering unbeweglich fixiert ist, wobei eine derartige Schweißverbindung nicht durchgehend fluiddicht zu sein braucht.
  • Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist das Speichergehäuse ein Hauptteil und ein bodenseitiges Gehäuseabschlussteil mit einem zentralen, mit der Fluidseite in Verbindung stehenden Fluideinlass auf, wobei die Dichtungsanordnung einen Ringkörper aufweist, dessen erster Funktionsbereich eine ringförmige, radial außenliegende Dichtlippe bildet, die mit in Radialebenen liegenden Dichtflächen die Abdichtung gegenüber einer Sitzfläche am Gehäuseabschlussteil und einer Ringfläche am Haltering bewirkt.
  • Weiterhin kann mit Vorteil die Anordnung so getroffen sein, dass der Verschlusskörper des Balges die Form eines Topfes mit einer kreiszylindrischen Seitenwand besitzt, die sich vom bewegbaren Balgende weg in den Innenraum des Balges erstreckt und von einem ebenen Topfboden begrenzt ist, wobei der Ringkörper an den den zweiten Funktionsbereich bildenden Ansatz als Auswölbung eine gerundete Ringrippe aufweist, deren axiale Erhebung derart gewählt ist, dass die Außenseite des Topfbodens bei voll zusammengezogenem Balg an der Ringrippe anliegt. Diese Ausbildung des Verschlusskörpers in Form eines ins Innere des Balges ragenden Topfes führt zu einer wesentlichen Vergrößerung des Volumens der Gasseite. Gleichzeitig resultiert die Anlage des ebenen Topfbodens an der den nachgiebigen Puffer bildenden Ringrippe in einer Zentrierung des Balges in der völlig zusammengezogenen Endlage.
  • Der die Dichtungsanordnung bildende Ringkörper kann mit Vorteil so geformt sein, dass die der Sitzfläche am Gehäuseabschlussteil zugewandte Endfläche des Ringkörpers eine von der radial äußeren Dichtfläche der Dichtlippe bis zur Ringöffnung durchgehende Radialebene bildet, wobei der Ringkörper auf der gegenüberliegenden Seite eine gestufte Gestalt besitzt.
  • Wenn die Anordnung hierbei so getroffen ist, dass die gestufte Gestalt von der äußeren Dichtlippe ausgehend radial nach innen eine erste Stufe am Übergang zu dem den zweiten Funktionsteil bildenden Ansatz aufweist, an dem die den Puffer bildende Ringrippe axial vorsteht, die weiter nach innen zu einer zweiten Stufe abfällt, an der ein innerer Ringrand gebildet ist, kann dieser in einen Ringraum eingreifen, der zwischen dem Sitz im Gehäuseabschlussteil und einer Hinterschneidung im Haltering gebildet ist. Dadurch ist die Dichtungsanordnung am Sitz des Gehäuseabschlussteiles gegen axiales Abheben gesichert.
  • Als Werkstoffe für die Herstellung des die Dichtungsanordnung bildenden Ringkörpers kommen Polytetrafluorethylen, ein hydrolysebeständiges Polyurethan-Elastomer oder ein anderes Elastomer in Betracht. Als besonders geeignet hat sich ein Polyurethan-Elastomer erwiesen, das von der Firma Economos Austria Gesellschaft m.b.H. unter der Produktbezeichnung Eco-pur® vertrieben wird.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform geringfügig verkleinert und schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt eines für einen Einsatz als Pulsationsdämpfer vorgesehenen Hydrospeichers;
    Fig. 2
    eine Draufsicht lediglich einer Dichtungsanordnung des Hydrospeichers von Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie III-III von Fig. 2;
    Fig. 4
    einen gegenüber Fig. 3 stark vergrößert gezeichneten Teilausschnitt lediglich des in Fig. 3 mit IV bezeichneten Bezirks;
    Fig. 5
    eine annähernd in natürlicher Größe einer praktischen Ausführungsform gezeichnete Draufsicht eines Ringkörpers, der Bestandteil einer Führungseinrichtung des Balges des Hydrospeichers von Fig. 1 bildet, und
    Fig. 6
    eine Schnittdarstellung des Ringkörpers entsprechend der Linie VI-VI von Fig. 5.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Form eines Pulsationsdämpfers beschrieben. Ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Speichergehäuse weist ein Gehäusehauptteil 3 in Form eines kreiszylindrischen Topfes mit in der Zeichnung oben liegendem Ende 5 auf, das bis auf eine Füllöffnung 7 geschlossen ist, die mit der Gehäuselängsachse 9 fluchtet und bei der Darstellung von Fig. 1 durch einen Stopfen 11 mediendicht abgeschlossen ist. Am gegenüberliegenden, in Fig. 1 unten liegenden Ende ist das Gehäuse 1 durch ein Gehäuseabschlussteil 13 geschlossen, das längs einer Schweißlinie 16 mit dem Gehäusehauptteil 3 dicht verschweißt ist. Zur Achse 9 konzentrisch befindet sich im Abschlussteil 13 ein Fluideinlass 15 mit einem äußeren Anschlussstutzen 17. Bei der Darstellung von Fig. 1 ist auf dem Außengewinde des Anschlussstutzens 17 eine Gewindeschutzkappe 20 aufgeschraubt.
  • Im Inneren des Speichergehäuses bildet eine Metallbalgeinheit ein bewegliches Trennelement zwischen einer Gasseite 21, die an das Gehäuseende 5 angrenzt und über die Füllöffnung 7 mit einem Arbeitsgas, vorzugsweise N2, mit einem Gas-Vorfülldruck befüllbar ist, und einer an den Fluideinlass 15 angrenzenden Fluidseite 23. Bei der Darstellung von Fig. 1 befindet sich der Balg 19 in seinem vollständig zusammengezogenen Zustand, wobei das Volumen der Gasseite 21 den Größtwert besitzt, während die an den Fluideinlass 15 angrenzende Fluidseite 23 ihr kleinestes Volumen besitzt. Die Balgeinheit ist mit dem dem Gehäuseabschlussteil 13 benachbarten Balgende 29, genauer gesagt, an dem radial außenliegenden Rand der letzten Balgfalte, mit einem metallischen Haltering 25 fluiddicht verschweißt. Der Haltering 25 seinerseits ist mit dem Speichergehäuse an der Trennstelle zwischen Abschlusssteil 13 und Hauptteil 3 an der Schweißlinie 16 verschweißt. Beim Schweißvorgang für den Zusammenbau des Speichergehäuses 1 und den Einbau der Balgeinheit ist daher die Schweißlinie 16 über den Haltering 25 vom Balgende 29 thermisch zumindest teilweise isoliert. Der Schweißbereich des Balgendes 29 selbst am Haltering 25 ist in der Fig. mit 27 bezeichnet, wo der Haltering 25 eine ringförmige axiale Erhebung bildet.
  • Das dem gehäusefesten Balgende 29 gegenüberliegende, bewegliche Balgende 31 ist am radial außenliegenden Endrand der letzten Balgfalte bei 33 mit einem metallischen Endkörper 35 verschweißt, der einen Verschlusskörper bildet, der den Innenraum des Balges 19 am bewegbaren Ende 31 fluiddicht verschließt und damit die Trennung zwischen Gasseite 21 und Fluidseite 23 bildet. Die Abdichtung der Außenseite des Balges 19 erfolgt durch eine Dichtungsanordnung 37 in Form eines ringförmigen Dichtelementes, das den Haltering 25 gegenüber dem Gehäuseabschlussteil 13 abdichtet. Die nähere Gestaltung und die von der Dichtungsanordnung 37 erfüllte Zusatzfunktion werden unten anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert.
  • Der Endkörper 35 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines Topfes mit einer kreiszylindrischen Seitenwand 39, die von der am Balgende 31 befindlichen Topföffnung sich ins Innere des Balges 19 bis zu einem ebenen Topfboden 41 erstreckt. Gegenüber einer ebenen Gestaltung des Endkörpers 35 ergibt sich durch die Topfform eine Vergrößerung des Gasvolumens der Gasseite 21.
  • Am Öffnungsrand des Topfes erstreckt sich der Endkörper 35 über das benachbarte Balgende 31 hinweg radial nach außen zur Schweißstelle 33 des Balgendes und verläuft von dort vom Balgende 31 weg radial und axial unter Bildung eines an die Gehäusewand angenäherten Umfangsrandes 43. Im Umfangsrand 43 befindet sich eine umfängliche Ringnut 45, die den Sitz für einen Ringkörper 47, siehe Fig. 5 und 6, als Bestandteil einer Führungseinrichtung bildet. Dabei handelt es sich, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, um einen Flachring aus einem Kunststoff guter Gleiteigenschaften, insbesondere aus Polytetrafluorethylen. Dieser Ringkörper 47 weist einen in der Ringnut 45 sitzenden Ringteil 49 auf, der an seinem Außenumfang erste Ringflächenteile 51 bildet, die durch zweite Ringflächenteile 53 voneinander getrennt sind. Die zweiten Ringflächenteile 53 sind gegenüber den Ringflächtentei len 51, siehe Fig. 5, derart nach außen radial versetzt, dass die zweiten Ringflächenteile 53 an der Gehäusewand anliegende Gleitflächen an radial vom inneren Ringteil 49 abstehenden Führungskörpern 55 bilden. Im Betrieb, wenn über den Einlass 15 die Fluidseite 23 und damit der Innenraum des Balges 19 mit einem Druckfluid, beispielsweise Hydrauliköl, beaufschlagt ist, so dass der Balg 19 sich auszieht und der Endkörper 35 dadurch aus der in Fig. 1 gezeigten Position axial bewegt wird, wodurch sich das Volumen der Gasseite 21 verringert, dann bilden die radial äußeren Ringflächenteile 53 Gleitflächen der Führungskörper 55, mit denen der bewegliche Endkörper 35 des Balges 19 an der Gehäusewand geführt wird. Dabei bilden die radial gegenüber den äußeren Ringflächenteilen 53 versetzten inneren Ringflächenteile 51 Fluiddurchgänge an der Außenseite des Balges 19, wodurch sich die Gasseite 21 an der Außenseite des Balges 19 bis zum Haltering 25 fortsetzt, wobei die Abdichtung gegenüber der Fluidseite 23 durch die Dichtungsanordnung 37 erfolgt, die zwischen Haltering 25 und Gehäuseabschlussteil 13 eingefügt ist.
  • Die Fig. 2 bis 4 zeigen die näheren Einzelheiten der Formgestaltung des Ringkörpers 61 der Dichtungsanordnung 37. Dabei handelt es sich um einen profilierten oder gestuften Dichtring aus einem eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisenden Werkstoff, beispielsweise Polytetrafluorethylen oder ein elastomeres Polyurethan oder ein anderes elastomeres Material, wie synthetischen Kautschuk. Als besonders geeignet hat sich ECOPUR® als Dichtungswerkstoff erwiesen.
  • Wie Fig. 2 bis 4 zeigen, ist der Ringkörper 61 derart profiliert, dass am radial außenliegenden Randbereich als erster Funktionsbereich eine ringförmige, radial außenliegende Dichtlippe 63 gebildet ist, die eine obere Dichtfläche 65 und eine untere Dichtfläche 67 gebildet, wobei die obere, ringförmige Dichtfläche 65 am radial inneren Ende in eine Stufe 69 übergeht, während die andere Dichtfläche 67 in der durchgehenden Radialebene des Ringkörpers 61 liegt. An der Stufe 69 geht der Ringkörper 61 in einen radial weiter innenliegenden Ansatz 71 über, der den zweiten Funktionsbereich der Dichtungsanordnung bildet, wobei aus der Oberseite dieses Ansatzes 71 eine gewölbte Ringrippe 73 axial vorsteht. Radial nach innen geht die Ringrippe 73 in eine abfallende zweite Stufe 75 über, an die sich ein radial innerer Ringrand 77 anschließt.
  • In dem in Fig. 1 gezeigten Einbauzustand bildet der Ringkörper 61 der Dichtungsanordnung 37 zwischen dem Haltering 25, der bei der Schweißstelle 27 dicht mit dem Innenraum des Balges 19 verbunden ist, und dem Gehäuseabschlussteil 13 die fluiddichte Abdichtung. Zu diesem Zweck ist die Dichtungsanordnung 37 in einem Sitz am Gehäuseabschlussteil 13 aufgenommen, an dessen Grundfläche der Ringkörper 61 mit der die Fortsetzung der Dichtfläche 67 bildenden Radialebene vollflächig anliegt. An dem der Lippe 63 entgegengesetzten, radial inneren Rand, bildet der Ansatz 71 einen radial nach innen vorstehenden Ringrand 77, der in einer Hinterschneidung 79 des Gehäuseabschlussteiles 13 aufgenommen und dadurch gegen axiale Abheben gesichert ist. Die Dichtlippe 63 dichtet mit ihren Dichtflächen 67 und 65 gegenüber dem Gehäuseabschlussteil 13 und dem Haltering 25 ab, wobei der Ringrand 77 in einen Dichtraum zwischen der Sitzfläche am Gehäuseabschlussteil 13 und einer durch eine Stufe am Haltering 25 gebildeten inneren Ringfläche 81 eingreift.
  • Wie Fig. 1 zeigt, sind die Tiefe des Topfes am Endkörper 35 und die axiale Erhebung der als Puffer an der Dichtungsanordnung 37 ausgebildeten, gewölbten Ringrippe 73 so gewählt, dass bei dem in Fig. 1 gezeigten, voll zusammengezogenen Zustand des Balges 19 der Topfboden 41 an der einen nachgiebigen Endanschlag bildenden Rippe 73 der Dichtungsanordnung 37 anliegt.
  • Bei einem Einsatz des Hydrospeichers als Pulsationsdämpfer ist die Fluidseite 23 über den Einlass 15 mit einem Druckfluid, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, einem Kraftstoff oder Schmierstoff, in Fluidverbindung, um auftretende Druckstöße zu glätten. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn, wie dies in DE 10 2004 004 341 A1 aufgezeigt ist, die Gasseite 21 nicht nur mit Arbeitsgas befüllt ist, sondern zusätzlich einen vorgebbaren Volumenanteil eines Fluides enthält. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Kombination von Stickstoffgas als Arbeitsgas und Ethylenalkohol als Fluid auf der Gasseite 21 des Speichers als Füllung erwiesen. Im Betrieb kann das Fluid zwischen Falten und Umlenkungen des Balges 19 ein dämpfendes Abstützmedium bilden, an dem sich die gefalteten Wandungsteile des Balges 19 am Fluid als Gegenlager abstützen können, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer des Balges 19 und damit zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit führt. Dies gilt insbesondere bei raschen Pulsationen und schnellen Druckstößen. Aufgrund der beidseitig vorstehenden Vorsprünge an der Dichtungsanordnung 37 ist insoweit aufgrund der sich hieraus ergebenden Hinterschnitte ein ungewolltes Herausziehen der Anordnung 37 im Betrieb des Speichers mit Sicherheit vermieden.

Claims (6)

  1. Hydrospeicher, ausgebildet als Balgspeicher,
    - bei dem der als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite (21) und Fluidseite (23) dienende Balg (19) an seinem bei Ausziehen und Zusammenziehen im Speichergehäuse (1) in Axialrichtung bewegbaren Balgende (31) einen den Innenraum des Balges (19) fluiddicht abschließenden Verschlusskörper (35) aufweist und an seinem anderen Balgende (29) relativ zum Speichergehäuse (1) unbewegbar festgelegt ist,
    - wobei eine den Innenraum des Balges (19) am unbeweglichen Balgende (29) gegenüber dem Speichergehäuse (1) abdichtende Dichtungsanordnung (37) zusätzlich zu einem ersten, die Abdichtung bewirkenden Funktionsbereich (63) einen zweiten Funktionsbereich in Form eines in den Innenraum des Balges (19) ragenden Ansatzes (71) aufweist, der einen nachgiebigen Puffer für die Anlage des Verschlusskörpers (35) des im voll zusammengezogenen Zustand befindlichen Balges (19) bildet, und
    - wobei als Balg (19) ein Metallbalg mit einem mit dem betreffenden Balgende (31) verschweißten, metallischen Verschlusskörper (35) vorgesehen ist,
    - dadurch gekennzeichnet, dass der in den Innenraum des Balges (19) ragende Ansatz (71) zumindest eine in Axialrichtung gegen das bewegbare Balgende (31) vorstehende Auswölbung (73) als nachgiebigen Puffer für die Anlage des Verschlusskörpers (35) aufweist,
    - dass das unbewegliche Balgende (29) mittels einer fluiddichten Schweißverbindung an einem gehäusefesten Haltering (25) festgelegt ist, dessen innere Ringöffnung an den die Fluidseite (23) bildenden Innenraum des Balges (19) angrenzt, und
    - dass die Dichtungsanordnung (37) mit ihrem ersten Funktionsbereich (63) die Abdichtung zwischen der inneren Ringöffnung des Halteringes (25) und dem Speichergehäuse (1) bildet.
  2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (1) ein Hauptteil (3) und ein bodenseitiges Gehäuseabschlussteil (13) mit einem zentralen, mit der Fluidseite in Verbindung stehenden Fluideinlass (15) aufweist und dass die Dichtungsanordnung (37) einen Ringkörper (61) aufweist, dessen erster Funktionsbereich eine ringförmige, radial außenliegende Dichtlippe (63) bildet, die mit in Radialebenen liegenden Dichtflächen (65, 67) die Abdichtung gegenüber einer Sitzfläche am Gehäuseabschlussteil (13) und einer Ringfläche (81) am Haltering (25) bewirkt.
  3. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (35) des Balges (19) die Form eines Topfes mit einer kreiszylindrischen Seitenwand besitzt, die sich vom bewegbaren Balgende (31) weg in den Innenraum des Balges (19) erstreckt und von einem ebenen Topfboden (41) begrenzt ist, und dass der Ringkörper (61) an dem den zweiten Funktionsbereich bildenden Ansatz (71) als Auswölbung eine gerundete Ringrippe (73) aufweist, deren axiale Erhebung derart gewählt ist, dass die Außenseite des Topfbodens (41) bei voll zusammengezogenem Balg (19) an der Ringrippe (73) anliegt.
  4. Hydrospeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die der Sitzfläche am Gehäuseabschlussteil (13) zugewandte Endfläche des Ringkörpers (61) eine von der radial äußeren Dichtfläche (67) der Dichtlippe (63) bis zur Ringöffnung durchgehende Radialebene bildet und dass der Ringkörper (61) auf der gegenüberliegenden Seite eine gestufte Gestalt besitzt.
  5. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gestufte Gestalt von der äußeren Dichtlippe (63) ausgehend radial nach innen eine erste Stufe (69) am Übergang zu dem den zweiten Funktionsteil bildenden Ansatz (71) aufweist, an dem die den Puffer bildende Ringrippe (73) axial vorsteht, die radial weiter nach innen zu einer zweiten Stufe (75) abfällt, an der ein innerer Ringrand (77) gebildet ist, der in einen Ringraum (81) eingreift, der zwischen dem Sitz im Gehäuseabschlussteil (13) und einer Hinterschneidung (79) im Haltering (25) gebildet ist.
  6. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Dichtungsanordnung (37) bildende Ringkörper (61) aus Polytetrafluorethylen, einem hydrolysebeständigen Polyurethan-Elastomer oder aus einem anderen Elastomer geformt ist.
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