EP3289227B1 - Hydrospeicher - Google Patents

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EP3289227B1
EP3289227B1 EP16716005.0A EP16716005A EP3289227B1 EP 3289227 B1 EP3289227 B1 EP 3289227B1 EP 16716005 A EP16716005 A EP 16716005A EP 3289227 B1 EP3289227 B1 EP 3289227B1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
hydraulic accumulator
housing
accumulator
guide
Prior art date
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Active
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EP16716005.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3289227A1 (de
Inventor
Peter Kloft
Herbert Baltes
Michael Weis
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
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/24—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with rigid separating means, e.g. pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/30—Accumulator separating means
    • F15B2201/31—Accumulator separating means having rigid separating means, e.g. pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2201/60—Assembling or methods for making accumulators
    • F15B2201/61—Assembling or methods for making separating means therefor

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic accumulator in the form of a piston accumulator, with the features in the preamble of claim 1.
  • Hydraulic accumulators are in the prior art, for example, by DE 103 10 427 A1 known, in which the piston part in particular separates a space with a working gas, such as nitrogen, from a space with a working fluid, such as hydraulic oil, are known in a variety of sizes and designs and are available on the market. They are widely used in hydraulic systems of the most varied types, for example for storing hydraulic energy, for damping or smoothing pressure fluctuations or the like. In many cases, storage devices in the form of piston accumulators are also used in hydraulic systems in work equipment that have hydraulic drive units, for example in mobile work machines such as excavators, forklifts, loaders or mobile cranes.
  • the DE 37 28 555 A1 describes a hydraulic accumulator, in particular a piston accumulator, in which a piston part separates two media spaces within a storage housing, the piston part in one Hollow or running tube is guided within the storage housing in each of its possible displacement positions, and wherein the running tube is fixed with its overhead end on the cover part.
  • the FR 1 299 239 , the GB 2 486 051 A and the DE 10 2005 015 262 A1 show pressure accumulators with deep-drawn pistons.
  • an essential feature of the invention is that the piston part is designed as a deep-drawn part and that to fix the barrel, the end edge of the cover part has a seat for the barrel with a tolerance sleeve and an O-ring seal on the inside.
  • the design as a deep-drawn part also leads to a comparatively low piston weight and, because of the low mass inertia, to favorable operating behavior.
  • the piston part can be divided into a guide part and a dome-like trough part, which is used to enlarge the gas working space on the gas side of the storage tank, with a pressure-balanced separating surface between the two media spaces during operation of the storage tank being formed by the trough part.
  • a particularly large proportion of the total volume of the storage housing is advantageously available as gas volume.
  • the piston part can be provided on the outer circumference with continuously encircling, groove-like depressions for receiving sealing and guide bands.
  • the respective groove-like depressions can be obtained in a particularly advantageous and rational manner by a roller burnishing process, which can be carried out in a particularly efficient manner as an additional forming step in connection with the deep-drawing.
  • the arrangement can be made such that one of the groove-like depressions for receiving the guide band is arranged on a free end area of the piston part within the guide part, with a further second groove-like depression serving to accommodate the sealing band and in the area of the transition between the guide and the trough part is arranged either on the guide or on the trough part.
  • the axial distance between the guide band and the sealing band ensures particularly favorable, tilt-proof guidance of the piston part.
  • the wall thickness of the piston part designed as a hollow piston is advantageously essentially the same over its axial extent.
  • the length of the cylindrical guide part is preferably equal to or greater than half the diameter of this guide part.
  • the piston part can be formed from a fine-grain sheet, in particular from a stainless steel material or an AlMg alloy, or from another metallic material suitable for a deep-drawing process.
  • the piston part is guided in a hollow tube within the accumulator housing in each of its possible displacement positions.
  • An additional advantage is that a structurally identical unit, consisting of a hollow tube and associated piston part, can be used for different accumulator housing sizes, whereby a modular design can be implemented for the production of differently dimensioned hydraulic accumulators, which enables particularly efficient production at low cost.
  • the accumulator housing does not have to be made of a metallic material that offers good sliding properties for the piston part, but that composite materials, for example in the form of carbon fiber-reinforced plastic materials, can also be used, which makes the production of particularly lightweight hydraulic accumulators inexpensive Way allows.
  • Hydraulic accumulator not shown according to the invention in the form of a piston accumulator has an accumulator housing 1 with a circular cylindrical housing main part 3, a housing cover part 5 and a bottom part 7.
  • the main housing part 3 and the bottom part 7 form a pot which is closed except for a gas filling connection 11 located coaxially to the storage longitudinal axis 9.
  • the main housing part 3 and the bottom part 7 are made in one piece, for example in the form of a deep-drawn part made of metallic material, the bottom part 7 having a convex curvature on the outside.
  • an AlMg alloy is provided as a material suitable for deep-drawing for the housing main part 3 and base part 7, with a wall thickness of the main part 3 of 3.3 mm.
  • the storage housing can also be constructed differently, for example in the form of a so-called liner which is at least partially wound from plastic laminate materials.
  • the housing cover part 5 has the shape of a shell with a concave inside 13 and, as a closure part of the housing 1, is connected to the opening edge by means of a bead 15, with an O-ring 17 in an annular groove 19 formed on the edge of the cover part 5 Forms seal.
  • a fluid connection 21 for a relevant working fluid such as hydraulic oil, is provided on the cover part 5.
  • Connection fittings on the fluid connection 21 as well as on the filling connection 11 are designed in accordance with the prior art.
  • a piston part 27 is guided in the main housing part 3 in an axially freely movable manner.
  • This piston part 27 is formed by a one-piece deep-drawn part, a fine-grain sheet suitable for the deep-drawing process being provided, for example an AlMg alloy or a stainless steel material.
  • the Fig. 1 shows the preform 26 formed after deep drawing, from which the finished, in Fig. 2 piston part 27 shown is formed by roller burnishing.
  • the piston part 27 has a bowl-like or pot-like shape with a guide part 29 extending axially along the inside of the main housing part 3, at whose end facing the cover part 5 a trough part 31 connects, which is arched like a dome.
  • the curvature of the trough part 31 is adapted to the concave curvature of the inside 13 of the cover part 5 so that the piston part 27 rests over the entire surface on the inside 13 in its upper end position, ie when there is no fluid pressure in the fluid working space 25. In this end position, the storage housing 1 is thus free of a residual volume of remaining fluid.
  • the separating surface 33 formed by the trough part 31 between the gas working space 23 and the fluid working space 25 is pressure-balanced.
  • the trough part 31, like the guide part 29, can therefore be designed with a smaller thickness, so that the piston part 27 is a deep-drawn part with a low structural weight represents and the correspondingly low inertia leads to a favorable operating behavior, for example when used as a pulsation damper.
  • the piston part 27 is provided on the outer circumference with continuously encircling, recessed grooves 35 and 37. These grooves 35, 37 are each formed by roller burnishing the preform.
  • the overhead groove 35 in the figure is located at the transition between the guide part 29 and the trough part 31 and forms the seat for a sealing ring 39 .
  • the axial length of the cylindrical guide part 29 is at least half the diameter of the guide part 29.
  • the axial distance thus formed between the guide band 41 and the sealing ring 39, the piston part 27 is optimally guided in a tilt-proof manner.
  • the wall thickness of the piston part 27 is essentially constant throughout.
  • the hydraulic accumulator of the first exemplary embodiment according to the invention from Fig. 4 is intended for a higher pressure level, for example for a design pressure of 350 bar.
  • the storage housing 1 with the main part 3 and cover part 5 is formed from a suitable stainless steel.
  • Another difference compared to the embodiment of Fig. 3 consists in that the piston part 27, as in Fig. 3 is formed from a one-piece deep-drawn part, is not guided directly on the inside of the housing.
  • a running tube 47 is provided as a guide device, which extends concentrically to the axis 9 in the main housing part 3.
  • the running tube 47 is formed with a small wall thickness, for example 2 mm, from a metallic material, such as an AlMg alloy, and is fixed to the cover part 5 with the end located at the top in the figure. The end edge forms for this
  • the inside of the cover part 5 has a seat for the barrel 47 with a tolerance sleeve 49 and an O-ring seal 51 with passages (not shown) supported on the main housing part 3 without a seal being formed.
  • the space 55 between the running tube 47 and the main housing part 3 is therefore part of the gas working space 23.
  • the storage housing 1 can be manufactured particularly inexpensively.
  • the unit made of barrel 47 and piston part 27 can be prefabricated as a module or building block for different storage designs and sizes. If necessary, with the same pipe diameter and the same piston part 27, different pipe lengths can be provided for different lengths of the accumulator housing 1.
  • the embodiment of Fig. 5 also relates to a piston accumulator for a higher pressure level, for example a design pressure of 350 bar.
  • a higher pressure level for example a design pressure of 350 bar.
  • the main housing part 3 is made thin-walled.
  • the main part 3 is a deep-drawn part with a wall thickness in the circular cylindrical length section of 5 mm, only the bottom part 7 and the end section 57 forming the connection with the cover part 5 having a greater wall thickness.
  • the main part 3 is surrounded by a cylindrical jacket 59. This is formed from a high-strength composite material, for example from a carbon fiber reinforced plastic material.
  • a piston accumulator in what is known as a liner design can be realized which, despite high compressive strength, has a particularly low structural weight and, thanks to the piston part 27 formed as a lightweight deep-drawn part, has good operating behavior and can also be produced particularly efficiently and inexpensively.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher in der Form eines Kolbenspeichers, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Hydrospeicher sind im Stand der Technik zum Beispiel durch die DE 103 10 427 A1 bekannt, bei der das Kolbenteil insbesondere einen Raum mit einem Arbeitsgas, wie Stickstoff, von einem Raum mit einer Arbeitsflüssigkeit, wie Hydrauliköl, trennt, sind in einer Vielfalt von Baugrößen und Ausführungsformen bekannt und auf dem Markt erhältlich. Sie kommen weit verbreitet zum Einsatz bei Hydrauliksystemen verschiedenster Art, beispielsweise für die Speicherung hydraulischer Energie, zum Dämpfen oder Glätten von Druckschwankungen oder dergleichen. Vielfach werden Speichereinrichtungen in Form von Kolbenspeichern auch bei Hydraulikanlagen in Arbeitsgerätschaften benutzt, die hydraulische Antriebseinheiten aufweisen, beispielsweise bei mobilen Arbeitsmaschinen, wie Bagger, Stapler, Lader oder mobile Krane.
  • Die DE 37 28 555 A1 beschreibt einen Hydrospeicher, insbesondere Kolbenspeicher, bei dem ein Kolbenteil zwei Medienräume innerhalb eines Speichergehäuses voneinander separiert, wobei das Kolbenteil in einem Hohl- oder Laufrohr innerhalb des Speichergehäuses in jeder seiner möglichen Verfahrstellung geführt ist, und wobei das Laufrohr mit seinem oben liegenden Ende am Deckelteil festgelegt ist.
  • Die FR 1 299 239 , die GB 2 486 051 A und die DE 10 2005 015 262 A1 zeigen Druckspeicher mit tiefgezogenen Kolben auf.
  • In der US 2 829 672 ist ein Laufrohr an einem Stutzen eines Deckels festgelegt und gegenüber diesem durch eine O-Ring-Dichtung abgedichtet.
  • Weitere Hydrospeicher gehen aus der US 2012/0237076 A1 und der US 2 41 7 873 hervor.
  • In Anbetracht dessen, dass aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten Hydrospeicher in hohen Stückzahlen herzustellen sind, stellt die Höhe der anfallenden Fertigungskosten einen wirtschaftlich äußerst bedeutsamen Faktor dar. Im Hinblick hierauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrospeicher der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, der besonders rationell und kostengünstig herstellbar ist und sich darüber hinaus durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Hydrospeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
  • Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass das Kolbenteil als Tiefziehteil ausgebildet ist und dass zur Festlegung des Laufrohrs der Endrand des Deckelteils innenseitig einen Sitz für das Laufrohr mit einer Toleranzhülse und eine O-Ring-Dichtung aufweist. Mit geringem Aufwand an Materialkosten lässt sich dadurch das Kolbenteil rationell und mit geringem Kostenaufwand fertigen. Die Gestaltung als Tiefziehteil führt zudem zu einem vergleichsweise geringen Kolbengewicht und dadurch wegen der geringen Massenträgheit zu einem günstigen Betriebsverhalten.
  • In besonders vorteilhafter Weise kann das Kolbenteil in ein Führungsteil und ein domartiges Trogteil unterteilt sein, das der Vergrößerung des Gasarbeitsraumes auf der Gasseite des Speichers dient, wobei eine druckausgeglichene Trennfläche zwischen den beiden Medienräumen im Betrieb des Speichers durch das Trogteil ausgebildet ist. Bei dieser Bauform steht in vorteilhafter Weise ein besonders großer Anteil des Gesamtvolumens des Speichergehäuses als Gasvolumen zur Verfügung.
  • Das Kolbenteil kann außenumfangsseitig mit durchgehend umlaufenden, nutartigen Vertiefungen für die Aufnahme von Dicht- und Führungsbändern versehen sein. Bei einem als Tiefziehteil hergestellten Kolbenteil können die jeweiligen nutartigen Vertiefungen auf besonders vorteilhafte und rationelle Weise durch ein Rollierverfahren erhalten sein, das in besonders rationeller Weise als zusätzlicher Umformschritt in Verbindung mit dem Tiefziehen durchgeführt werden kann.
  • Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass eine der nutartigen Vertiefungen für die Aufnahme des Führungsbandes an einem freien Endbereich des Kolbenteils innerhalb des Führungsteils angeordnet ist, wobei eine weitere zweite nutartige Vertiefung der Aufnahme des Dichtbandes dient und im Bereich des Übergangs zwischen dem Führungs- und dem Trogteil entweder am Führungs- oder am Trogteil angeordnet ist. Durch den axialen Abstand zwischen Führungs- und Dichtband ist dadurch eine besonders günstige, kippsichere Führung des Kolbenteils gewährleistet.
  • Bei der Herstellung als Tiefziehteil ist in vorteilhafter Weise die Wandstärke des als Hohlkolben konzipierten Kolbenteils über dessen axiale Erstreckung im Wesentlichen gleich.
  • Für eine besonders sichere Führung des Kolbenteils ist die Länge des zylindrischen Führungsteils vorzugsweise gleich oder größer als die Hälfte des Durchmessers dieses Führungsteils.
  • Als Tiefziehteil kann das Kolbenteil aus einem Feinkornblech, insbesondere aus einem Edelstahlmaterial oder einer AlMg-Legierung, oder aus einem anderen für ein Tiefziehverfahren geeigneten metallischen Werkstoff gebildet sein. Das Kolbenteil ist in einem Hohlrohr innerhalb des Speichergehäuses in jeder seiner möglichen Verfahrstellungen geführt. Bei einer derartigen Bauweise, wie sie bei einem als nachveröffentlichter Stand der Technik in der Patentanmeldung DE 10 2014 000 380 aufgezeigten Hydrospeicher an sich bekannt ist, lässt sich das Speichergehäuse rationell und mit geringem Kostenaufwand fertigen, weil keine aufwendige Innenbearbeitung für eine direkte Führung des Kolbenteils an der Gehäuseinnenwand erforderlich ist. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass eine baugleiche Einheit, bestehend aus Hohlrohr und zugehörigem Kolbenteil, für verschiedene Speichergehäusegrößen einsetzbar ist, wodurch für die Fertigung unterschiedlich dimensionierter Hydrospeicher eine Modulbauweise verwirklichbar ist, was eine besonders rationelle Fertigung mit geringem Kostenaufwand ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Speichergehäuse nicht aus einem metallischen, gute Gleiteigenschaften für das Kolbenteil bietenden Werkstoff gefertigt sein muss, sondern dass auch Composite-Materialien, etwa in Form kohlefaserverstärkter Kunststoffmaterialien, in Frage kommen, was die Herstellung besonders leichtgewichtiger Hydrospeicher auf kostengünstige Weise ermöglicht.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    Längsschnitte eines Blech-Tiefziehteils, wobei in Fig. 1 die durch Ziehen gebildete Vorform und in Fig. 2 die nach durchgeführtem Rollieren gebildete Fertigform des Kolbenteils des erfindungsgemäßen Hydrospeichers gezeigt ist;
    Fig. 3
    einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform um den Faktor 3 verkleinert und verkürzt gezeichneten Längsschnitt eines nicht erfindungsgemäßen Hydrospeichers; und
    Fig. 4 und 5
    der Fig. 3 entsprechende Längsschnitte eines ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Das in Fig. 3 nicht erfindungsgemäß dargestellte Hydrospeicher in Form eines Kolbenspeichers weist ein Speichergehäuse 1 mit einem kreiszylindrischen Gehäuse-Hauptteil 3, einem Gehäuse-Deckelteil 5 und einem Bodenteil 7 auf. Der Gehäuse-Hauptteil 3 und das Bodenteil 7 bilden einen Topf, der bis auf einen zur Speicherlängsachse 9 koaxial gelegenen Gas-Füllanschluss 11 geschlossen ist. Gehäuse-Hauptteil 3 und Bodenteil 7 sind einstückig, beispielsweise in Form eines Tiefziehteils aus metallischem Werkstoff ausgebildet, wobei das Bodenteil 7 eine außenseitig konvexe Wölbung besitzt. Bei dem für einen Auslegungsdruck von15 bar und ein Gasvolumen von 20 Litern konzipiertem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist als für ein Tiefziehen geeigneter Werkstoff für Gehäuse-Hauptteil 3 und Bodenteil 7 eine AlMg-Legierung vorgesehen, bei einer Wandstärke des Hauptteils 3 von 3,3 mm.
  • Das Speichergehäuse kann aber auch anders aufgebaut sein, beispielsweise in Form eines sogenannten Liners, der zumindest teilweise aus Kunststofflaminatwerkstoffen gewickelt ist.
  • Das Gehäuse-Deckelteil 5 hat die Form einer Schale mit konkav geformter Innenseite 13 und ist, als Verschlussteil des Gehäuses 1, mittels einer Umbördelung 15 mit dessen Öffnungsrand verbunden, wobei ein O-Ring 17 in einer am Rand des Deckelteils 5 gebildeten Ringnut 19 die Abdichtung bildet. Konzentrisch zur Längsachse 9 ist am Deckelteil 5 ein Fluidanschluss 21 für eine betreffende Arbeitsflüssigkeit, wie Hydrauliköl, vorgesehen. Anschlussarmaturen am Fluidanschluss 21 wie auch am Füllanschluss 11 sind dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet.
  • Als Trennelement zur Separierung der Medienräume, nämlich des Gasarbeitsraums 23 vom Fluid-Arbeitsraum 25, ist im Gehäuse-Hauptteil 3 ein Kolbenteil 27 axial frei bewegbar geführt. Dieses Kolbenteil 27 ist durch ein einstückiges Tiefziehteil gebildet, wobei ein für das Tiefziehverfahren geeignetes Feinkornblech vorgesehen ist, beispielsweise eine AlMg-Legierung oder ein Edelstahlmaterial. Die Fig. 1 zeigt die nach dem Tiefziehen gebildete Vorform 26, aus der das fertige, in Fig. 2 gezeigte Kolbenteil 27 durch Rollieren gebildet ist. Wie Fig. 2 und 3 zeigen, hat das Kolbenteil 27 eine schalen- oder topfartige Gestalt mit einem sich axial entlang der Innenseite des Gehäuses-Hauptteils 3 erstreckenden Führungsteil 29, an dessen dem Deckelteil 5 zugewandten Ende ein Trogteil 31 anschließt, das domartig gewölbt ist. Dabei ist die Wölbung des Trogteils 31 an die konkave Wölbung der Innenseite 13 des Deckelteils 5 angepasst, so dass das Kolbenteil 27 bei seiner oberen Endstellung, d.h. bei fehlendem Fluiddruck im Fluid-Arbeitsraum 25, vollflächig an der Innenseite 13 anliegt. Somit ist das Speichergehäuse 1 bei dieser Endposition frei von einem Restvolumen verbleibenden Fluids.
  • Bei der freien Bewegbarkeit des Kolbenteils 27 im Speichergehäuse 1 ist die durch das Trogteil 31 gebildete Trennfläche 33 zwischen Gas-Arbeitsraum 23 und Fluid-Arbeitsraum 25 druckausgeglichen. Das Trogteil 31, ebenso wie das Führungsteil 29, können daher mit geringerer Stärke ausgebildet sein, so dass das Kolbenteil 27 ein Tiefziehteil mit geringem Baugewicht darstellt und die entsprechend geringe Massenträgheit zu einem günstigen Betriebsverhalten, beispielsweise bei einem Einsatz als Pulsationsdämpfer, führt.
  • Zur Bildung einer Kolbenführung und Kolbenabdichtung ist das Kolbenteil 27 außenumfangsseitig mit durchgehend umlaufenden vertieften Nuten 35 und 37 versehen. Diese Nuten 35, 37 sind jeweils durch Rollieren der Vorform ausgebildet. Die in der Figur obenliegende Nut 35 befindet sich am Übergang zwischen dem Führungsteil 29 und dem Trogteil 31 und bildet den Sitz für einen Dichtring 39. Die andere, am unteren Ende des Führungsteils 29 vorgesehene Nut 37 nimmt ein weiteres Dichtelement in Form eines Führungsbandes 41 auf.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 beträgt die axiale Länge des zylindrischen Führungsteils 29 zumindest die Hälfte des Durchmessers des Führungsteils 29. Durch den so gebildeten axialen Abstand zwischen Führungsband 41 und Dichtring 39 ist das Kolbenteil 27 kippsicher optimal geführt. Die Wandstärke des Kolbenteils 27 ist im Wesentlichen durchgehend gleichbleibend.
  • Der Hydrospeicher des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels von Fig. 4 ist für ein höheres Druckniveau vorgesehen, beispielsweise für einen Auslegungsdruck von 350 bar. Dementsprechend ist das Speichergehäuse 1 mit Hauptteil 3 und Deckelteil 5 aus einem geeigneten Edelstahl ausgebildet. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 besteht darin, dass das Kolbenteil 27, das wie bei Fig. 3 aus einem einstückigen Tiefziehteil gebildet ist, nicht unmittelbar an der Gehäuseinnenseite geführt ist. Als Führungseinrichtung ist ein Laufrohr 47 vorgesehen, das sich im Gehäuse-Hauptteil 3 zur Achse 9 konzentrisch erstreckt. Das Laufrohr 47 ist in geringer Wandstärke, von beispielsweise 2 mm, aus einem metallischen Werkstoff, wie einer AlMg-Legierung, gebildet und mit dem in der Figur obenliegenden Ende am Deckelteil 5 festgelegt. Hierfür bildet der Endrand des Deckelteils 5 innenseitig einen Sitz für das Laufrohr 47 mit einer Toleranzhülse 49 und einer O-Ring-Dichtung 51. Das dadurch in einem Abstand von der Innenseite des Hauptteils 3 gehaltene Laufrohr 47 ist an seinem unteren Ende mittels eines vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Halteringes 53 mit Durchlässen (nicht dargestellt) am Gehäuse-Hauptteil 3 abgestützt, ohne dass eine Abdichtung gebildet wäre. Der Zwischenraum 55 zwischen Laufrohr 47 und Gehäuse-Hauptteil 3 ist also Teil des Gas-Arbeitsraums 23.
  • Da die Funktion der Führung des Kolbenteils 27 vom Laufrohr 47 übernommen ist, ist keine Oberflächenbearbeitung der Innenseite des Gehäuse-Hauptteils 3 zur Bildung einer Gleitfläche erforderlich, so dass das Speichergehäuse 1 besonders kostengünstig herstellbar ist. Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass die Baueinheit aus Laufrohr 47 und Kolbenteil 27 vorgefertigt als Modul oder Baustein für unterschiedliche Speicherbauweisen und -größen eingesetzt werden kann. Gegebenenfalls können, bei gleichem Rohrdurchmesser und baugleichem Kolbenteil 27, unterschiedliche Rohrlängen für unterschiedliche Längen des Speichergehäuses 1 vorgesehen sein.
  • Das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 betrifft ebenfalls einen Kolbenspeicher für ein höheres Druckniveau, beispielsweise einen Auslegungsdruck von 350 bar. Der einzige Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 besteht jedoch darin, dass, trotz des hohen Druckniveaus, das Gehäuse-Hauptteil 3 dünnwandig ausgeführt ist. Beim vorliegenden Beispiel ist das Hauptteil 3 ein Tiefziehteil mit einer Wandstärke im kreiszylinderförmigen Längenabschnitt von 5 mm, wobei lediglich das Bodenteil 7 sowie der die Verbindung mit dem Deckelteil 5 bildende Endabschnitt 57 eine größere Wandstärke besitzen. Um die für das vorgesehene Druckniveau erforderliche Druckfestigkeit des Speichergehäuses 1 sicherzustellen, ist das Hauptteil 3 von einem zylindrischen Mantel 59 umgeben. Dieser ist aus einem hochfesten Composite-Material gebildet, beispielsweise aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial. Dadurch ist ein Kolbenspeicher in sogenannter Liner-Bauweise realisierbar, der trotz hoher Druckfestigkeit ein besonders geringes Baugewicht und dank des als leichtgewichtiges Tiefziehteil gebildeten Kolbenteils 27 ein gutes Betriebsverhalten besitzt und darüber hinaus besonders rationell und kostengünstig herstellbar ist.

Claims (11)

  1. Hydrospeicher, in der Form eines Kolbenspeichers, bei dem ein Kolbenteil (27) zwei Medienräume (23, 25) innerhalb eines Speichergehäuses (1) voneinander separiert, wobei das Kolbenteil (27) in einem Hohl- oder Laufrohr (47) innerhalb des Speichergehäuses (1) in jeder seiner möglichen Verfahrstellung geführt ist, und wobei das Laufrohr (47) mit seinem oben liegenden Ende an einem Deckelteil (5) des Speichergehäuses (1) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (27) als Tiefziehteil ausgebildet ist, und dass zur Festlegung des Laufrohrs (47) der Endrand des Deckelteils (5) innenseitig einen Sitz für das Laufrohr (47) mit einer Toleranzhülse (49) und eine O-Ring-Dichtung (51) aufweist.
  2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Medienraum (23, 25) ein Gasarbeitsraum (23) ist und der andere Medienraum (25) ein Fluidarbeitsraum (25) ist und dass das Kolbenteil (27) sich in ein Führungsteil (29) und ein domartiges Trogteil (31) unterteilt, das der Vergrößerung des Gasarbeitsraumes (23) auf der Gasseite des Speichers dient, und dass eine druckausgeglichene Trennfläche (33) zwischen den beiden Medienräumen (23, 25) im Betrieb des Speichers durch das Trogteil (31) ausgebildet ist.
  3. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trogteil (31) des Kolbenteils (27) eine domartige Wölbung aufweist, die an eine konkave Wölbung der Innenseite (13) des Deckelteils (5) des Speichergehäuses (1) derart angepasst ist, dass das Kolbenteil (27) in seiner einen Endstellung bei fehlendem Fluiddruck im Fluid-Arbeitsraum (25) des Speichergehäuses (1) mit seinem Trogteil vollflächig an der Innenseite (13) des Deckelteils (5) anliegt.
  4. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (1) neben dem Deckelteil (5) ein Gehäuse-Hauptteil (3) aufweist und dass in einem Abstand von der Innenseite dieses Hauptteils (3) das Laufrohr (47) für das Kolbenteil (27) gehalten ist.
  5. Hydrospeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrohr (47) an seinem unteren Ende mittels eines vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Halteringes (53) mit Durchlässen am Gehäuse-Hauptteil (3) abgestützt ist.
  6. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (27) außenumfangsseitig mit durchgehend umlaufenden, nutartigen Vertiefungen (35, 37) versehen ist für die Aufnahme von Dicht- (39) und Führungsbändern (41).
  7. Hydrospeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige nutartige Vertiefung (35, 37) durch ein Rollierverfahren erhalten ist.
  8. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der nutartigen Vertiefungen (37) für die Aufnahme des Führungsbandes (41) an einem freien Endbereich des Kolbenteils (27) innerhalb des Führungsteils (29) angeordnet ist und eine weitere zweite nutartige Vertiefung (35) der Aufnahme des Dichtbandes (39) dient und im Bereich des Überganges zwischen dem Führungs- (29) und dem Trogteil (31) entweder am Führungs- (29) oder am Trogteil (31) angeordnet ist.
  9. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des als Hohlkolben konzipierten Kolbenteils (27) über dessen axiale Erstreckung im Wesentlichen gleich ist.
  10. Hydrospeicher nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wenn diese von dem Anspruch 2 abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des zylindrischen Führungsteils (29) gleich oder größer ist als die Hälfte des Durchmessers dieses Führungsteils (29).
  11. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Tiefziehteil konzipierte Kolbenteil (27) aus einem Feinkornblech, insbesondere aus einem Edelstahlmaterial oder einer AlMg-Legierung, gebildet ist.
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