EP3453891A1 - Hydrospeicher in form eines balgspeichers - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic accumulator in the form of a bellows accumulator, with a storage housing in which the bellows having a predeterminable number of folds forms a movable separating element between the gas side and the fluid side.
- 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 DE 10 2008 061 221 A1 shows, for example, a bellows, in which a metal bellows is provided as a movable separating element between the gas side and the fluid side.
- Bellows storage are characterized by several advantageous properties.
- relatively large changes in volume of the media spaces located in the storage enclosure can be realized.
- metal bellows relative to the alternating loads, as they can occur during operation, in particular when used as a pulsation damper, relatively robust and have good sealing properties without diffusion losses.
- metal bellows which are suitable for use in hydraulic accumulators, are proportionate are expensive components, so that the production of Belg Grande is relatively expensive.
- the object of the invention is to provide a bellows accumulator which can be produced efficiently and inexpensively.
- this object is achieved by a bellows memory having the features of claim 1 in its entirety.
- An essential feature of the invention accordingly is that a spacer device is provided, which is arranged within the storage housing and is in fluid communication with the interior of the bellows or adjoining the bellows to form an additional media space.
- a spacer device is provided, which is arranged within the storage housing and is in fluid communication with the interior of the bellows or adjoining the bellows to form an additional media space.
- Another advantage is that different total volumes can be realized with bellows of the same number of folds by a different choice of the size of the additional volume made available by the spacer device.
- the possibility of using similar bellows for hydraulic accumulator of different specifications opens up the possibility of further cost reduction through the use of bellows, which correspond to a standard size and thus can be produced efficiently and inexpensively in larger quantities.
- the spacer device has the shape of a pot, which is attached with its opening at an open end of the bellows with fluid-tight connection.
- the desired additional volume can be made available here by a correspondingly selected depth of the pot.
- the arrangement can advantageously be made so that the pot is held axially immovable in the storage housing and forms the fixing point for the immovable end of the bellows at its opening.
- the pot may be arranged as a movable element at the movable end of the bellows, the immovable end of which may be fixed to the storage housing in this case.
- the interior of the bellows may be associated with the gas side with particular advantage, that is, the volume of the additional media space formed by the pot together with the interior of the bellows defines the volume of the gas side, so that for the operation of the hydraulic accumulator a correspondingly large volume Working gas is available.
- the immovable end of the bladder may be fixed to a housing part located at one end of the accumulator housing to which a gas filling port for working gas is provided.
- a housing end part may be provided which limits the fluid side located on the outside of the bellows and has a fluid connection.
- the housing end part can form a stop which limits movements of the bellows to a stroke which corresponds to a predetermined maximum volume of volume of the interior of the bellows and the additional volume of the pot.
- a storage housing 1 which has a semi-cylindrical interior and is closed at the overhead in the drawing end 3 to a central opening 5.
- the storage housing 1 is closed by a housing end part 9, which has a centrally located fluid connection 11 which leads to the fluid side 13 located in the interior.
- the end part 9 is secured by a snap ring 15 and sealed by a sealing element 17 relative to the storage housing 1.
- the housing end part 9 has the shape of a flat plate, wherein on the plane facing the interior, an elastomeric ring element 19 is arranged in an annular groove which projects slightly beyond the plane of the end part 9.
- the bellows 21 is open at the top end 27 in the drawing and closed at its other, lower end 29, wherein in the embodiment of Fig.1 a closing part 31 is provided in the form of a thin plate, which adjoins the last bellows fold 23 on the movable end 29 of the bellows 21.
- the bellows 21 is connected with its other, open end 27 with a spacer device which has the shape of a pot 33 which is fixed axially immovable in the storage housing 1.
- the pot 33 is connected at the edge 35 of its opening with the last fold 23 of the bellows 21, so that the interior of the pot 33 is in fluid communication with the interior of the bellows 21 and thus forms an additional volume to the volume of the bellows 21.
- the opening edge 35 of the pot 33 forms the fixing point for the immovable end 27 of the bellows 21.
- the sealed via a sealing member 37 on the outside with respect to the storage enclosure 1 pot 33 has on the bottom of the pot to a gas filling port 39 via the opening 5 of the storage enclosure. 1 is accessible.
- Fig.2 differs in contrast insofar as the overhead in the figure, immovable open end 27 is not connected to the spacer device, but is fixed to a housing part 41, which is located at the upper end 3 of the storage enclosure 1 and, like the pot 33 of the first embodiment is sealed by a sealing element 37.
- a sealing element 37 In a similar manner as in the pot 33 of the first embodiment is located in the housing part 41 in the central part of a gas filling port 39 which is accessible via the opening 5.
- a serving as a spacer cup 33 is not attached to immovable end 27, but at the movable end 29 of the bellows, wherein the pot 33, as a moveable with the bellows 21 component, thin-walled and with its bottom cup 43 at maximum stroke of the bellows 21 to limit the stroke comes into abutment with the resilient ring member 19 of the housing closure part 9.
- Fig. 3 differs from the example of Fig. 1 only insofar as the storage housing 1 has the shape of a tube which is continuous from the lower end 7 to the upper end 3 on the inside. While in the first embodiment of Fig. 1 the additional volume of the bellows 21 forming pot 33 is supported on the closed upper end 3 of the storage housing 1 is in the example of Fig. 3 the pot 33 is secured at the upper open tube end 3 of the storage housing 1 by means of a snap ring 61.
- Fig. 4 corresponds to the embodiment of Fig.2 , except that the storage case 1 is again formed as a tubular body. Accordingly, the housing part 41 connected to the immovable end 27 is axially secured at the open tube end 3 of the storage housing 1 by means of a snap ring 61.
- the preparation of the storage housing 1 from a tubular body allows a particularly simple, efficient and cost-effective production of Balg Itemss.
- hydraulic accumulators according to the invention of different specifications can be designed by setting a minimum volume by selecting the depth of the respective pot 33, which essentially corresponds to the volume of the pot 33 when the bellows 21 are contracted.
- the maximum volume of the other media space is predetermined, which is located on the outside of the contracted bellows 21.
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Abstract
2. Ein Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers, mit einem Speichergehäuse (1), in dem der eine vorgebbare Anzahl Falten (23) aufweisende Balg (21) ein bewegbares Trennelement zwischen Gasseite (25) und Fluidseite (13) bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanzeinrichtung (33) vorgesehen ist, die innerhalb des Speichergehäuses (1) angeordnet und unter Bildung eines zusätzlichen Medienraumes mit dem Inneren des Balges (21) in Fluidverbindung ist oder an den Balg (21) benachbart angrenzt.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers, mit einem Speichergehäuse, in dem der eine vorgebbare Anzahl Falten aufweisende Balg ein bewegbares Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite bildet.
- 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
DE 10 2008 061 221 A1 zeigt beispielsweise einen Balgspeicher, bei dem als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite ein Metallbalg vorgesehen ist. - Balgspeicher zeichnen sich durch mehrere vorteilhafte Eigenschaften aus. So lassen sich durch Ausziehen und Zusammenziehen des Balges verhältnismäßig große Volumenänderungen der im Speichergehäuse befindlichen Medienräume realisieren. Auch sind als bewegliches Trennelement vorgesehene Metallbälge gegenüber den Wechselbelastungen, wie sie im Betrieb, insbesondere bei einem Einsatz als Pulsationsdämpfer, auftreten können, verhältnismäßig robust und weisen gute Dichteigenschaften ohne Diffusionsverluste auf. Diesen Eigenschaften steht jedoch entgegen, dass Metallbälge, die für den Einsatz bei Hydrospeichern in Frage kommen, verhältnismäßig teure Bauteile sind, so dass die Herstellung der Balgspeicher verhältnismäßig kostenintensiv ist.
- Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Balgspeicher zur Verfügung zu stellen, der rationell und kostengünstig herstellbar ist.
- Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Balgspeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
- Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung besteht demgemäß darin, dass eine Distanzeinrichtung vorgesehen ist, die innerhalb des Speichergehäuses angeordnet ist und unter Bildung eines zusätzlichen Medienraumes mit dem Inneren des Balges in Fluidverbindung ist oder an den Balg benachbart angrenzt. Dadurch, dass mittels der Distanzeinrichtung zusätzlich zu dem Volumen des Arbeitsraumes, das das Innere des Balges bei dessen Arbeits- öder Hubbewegungen bildet und das von der Geometrie und der Anzahl der Balgverhalten abhängig ist, von der Distanzeinrichtung ein Zusatzvolumen zur Verfügung steht, lässt sich ein gewünschtes Gesamtvolumen der Arbeitsräume im Speichergehäuse durch einen kleiner dimensionierten Faltenbalg mit einer entsprechend geringeren Anzahl von Falten verwirklichen. Durch die Benutzung kleinerer Faltenbälge ergibt sich somit eine wesentliche Verringerung der Herstellungskosten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich durch unterschiedliche Wahl der Größe des von der Distanzeinrichtung zur Verfügung gestellten Zusatzvolumens unterschiedliche Gesamtvolumina mit Bälgen jeweils gleicher Faltenzahl realisieren lassen. Durch die Möglichkeit der Benutzung gleichartiger Bälge für Hydrospeicher unterschiedlicher Spezifikationen eröffnet sich die Möglichkeit einer weiteren Kostenverringerung durch Benutzung von Bälgen, die einer Standardgröße entsprechen und somit in größeren Stückzahlen rationell und preisgünstig herstellbar sind.
- Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen besitzt die Distanzeinrichtung die Form eines Topfes, der mit seiner Öffnung an einem offenen Ende des Balges mit fluiddichter Verbindung angebracht ist. Auf einfache Weise lässt sich hierbei durch eine entsprechend gewählte Tiefe des Topfes das gewünschte Zusatzvolumen zur Verfügung stellen.
- Die Anordnung kann vorteilhafterweise so getroffen sein, dass der Topf im Speichergehäuse axial unbeweglich gehalten ist und an seiner Öffnung die Festlegestelle für das unbewegbare Ende des Balges bildet.
- Alternativ kann jedoch der Topf als bewegbares Element am bewegbaren Ende des Balges angeordnet sein, dessen unbewegbares Ende in diesem Falle am Speichergehäuse festgelegt sein kann.
- In beiden Fällen kann mit besonderem Vorteil das Innere des Balges der Gasseite zugeordnet sein, dass also das Volumen des vom Topf gebildeten zusätzlichen Medienraumes zusammen mit dem Inneren des Balges das Volumen der Gasseite definiert, so dass für den Betrieb des Hydrospeichers ein entsprechend großes Volumen an Arbeitsgas zur Verfügung steht.
- Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen mit axial unbewegbar angeordnetem Topf befindet sich dessen Boden an einem Ende des Speichergehäuses und weist einen Gas-Füllanschluss für ein Arbeitsgas auf.
- Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Topf mit dem bewegbaren Ende des Balges in Verbindung ist, kann das unbewegbare Ende des Balges an einem sich an einem Ende des Speichergehäuses befindenden Gehäuseteil festgelegt sein, an dem ein Gas-Füllanschluss für Arbeitsgas vorgesehen ist.
- Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann an demjenigen Ende des Speichergehäuses, das dem den Gas-Füllanschluss aufweisenden Ende entgegengesetzt ist, ein Gehäuseabschlussteil vorgesehen sein, das die sich an der Außenseite des Balges befindliche Fluidseite begrenzt und einen Fluidanschluss aufweist.
- Mit besonderem Vorteil kann das Gehäuseabschlussteil einen Anschlag bilden, der Bewegungen des Balges auf einen Hub begrenzt, der einem vorgegebenen Maximalvolumen aus Volumen des Inneren des Balges und dem Zusatzvolumen des Topfes entspricht.
- Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.
Es zeigen: - Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydrospeichers, halbseitig in Seitenansicht und halbseitig im Längsschnitt dargestellt;
- Fig.2
- eine der
Fig.1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels; - Fig. 3
- in der
Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels und - Fig.4
- in der
Fig. 2 entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels. - Die in
Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele weisen ein Speichergehäuse 1 auf, das einen halbzylinderförmigen Innenraum aufweist und an dem in der Zeichnung obenliegenden Ende 3 bis auf eine zentrale Öffnung 5 geschlossen ist. Am unteren Ende 7 ist das Speichergehäuse 1 durch ein Gehäuseabschlussteil 9 geschlossen, das einen zentral gelegenen Fluidanschluss 11 aufweist, der zu der im Innenraum befindlichen Fluidseite 13 führt. Das Abschlussteil 9 ist durch einen Sprengring 15 gesichert und mittels eines Dichtelementes 17 gegenüber dem Speichergehäuse 1 abgedichtet. Das Gehäuseabschlussteil 9 hat die Form einer ebenen Platte, wobei an der dem Innenraum zugewandten Ebene ein elastomeres Ringelement 19 in einer Ringnut angeordnet ist, das über die Ebene des Abschlussteils 9 geringfügig vorsteht. - Als Trennelement zwischen der Fluidseite 13 und einer Gasseite 25 befindet sich im Innenraum des Speichergehäuses 1 ein metallischer Balg 21 mit einer vorgegeben Anzahl von Balgfalten 23, die in den Figuren nur teilweise beziffert sind. Der Balg 21 ist an dem in der Zeichnung obenliegenden Ende 27 offen und an seinem anderen, unteren Ende 29 geschlossen, wobei bei dem Ausführungsbeispiel von
Fig.1 ein Schließteil 31 in Form einer dünnen Platte vorgesehen ist, die sich an die letzte Balgfalte 23 am bewegbaren Ende 29 des Balges 21 anschließt. Bei dem Ausführungsbeispiel vonFig.1 ist der Balg 21 mit seinem anderen, offenen Ende 27 mit einer Distanzeinrichtung verbunden, die die Form eines Topfes 33 hat, der im Speichergehäuse 1 axial unbewegbar festgelegt ist. Der Topf 33 ist am Rand 35 seiner Öffnung mit der letzten Falte 23 des Balges 21 verbunden, so dass der Innenraum des Topfes 33 mit dem Inneren des Balges 21 in Fluidverbindung ist und somit ein Zusatzvolumen zum Volumen des Balges 21 bildet. Gleichzeitig bildet der Öffnungsrand 35 des Topfes 33 die Festlegestelle für das unbewegbare Ende 27 des Balges 21. Der über ein Dichtelement 37 außenseitig gegenüber dem Speichergehäuse 1 abgedichtete Topf 33 weist am Topfboden einen Gas-Füllanschluss 39 auf, der über die Öffnung 5 des Speichergehäuses 1 zugänglich ist. Bei dem inFig.1 dargestellten Betriebszustand, bei dem auf der Gasseite 25 und damit innerhalb des Topfes 33 und im Inneren des Balges 21 ein Vorspanndruck herrscht und die Fluidseite 13 drucklos ist, bildet das Gehäuseabschlussteil 9 für das Schließteil 31 am bewegbaren Ende 29 des Balges 21 einen Anschlag zur Hubbegrenzung, wobei das am Abschlusssteil 9 befindliche Ringelement 19 eine nachgiebige Anlagestelle bildet. - Das Beispiel von
Fig.2 unterscheidet sich demgegenüber insofern, als das in der Figur obenliegende, unbewegliche offene Ende 27 nicht mit der Distanzeinrichtung verbunden ist, sondern an einem Gehäuseteil 41 festgelegt ist, das sich am oberen Ende 3 des Speichergehäuses 1 befindet und, wie der Topf 33 des ersten Ausführungsbeispiels, mittels eines Dichtelements 37 abgedichtet ist. In ähnlicher Weise wie bei dem Topf 33 des ersten Ausführungsbeispiels befindet sich auch im Gehäuseteil 41 im Zentralteil ein Gas-Füllanschluss 39, der über die Öffnung 5 zugänglich ist. Anders als beim Beispiel vonFig.1 ist ein als Distanzeinrichtung dienender Topf 33 nicht am unbewegbaren Ende 27, sondern am bewegbaren Ende 29 des Balges angebracht, wobei der Topf 33, als mit dem Balg 21 bewegbares Bauelement, dünnwandig ausgebildet ist und mit seinem Topfboden 43 bei Maximalhub des Balges 21 zur Hubbegrenzung mit dem nachgiebigen Ringelement 19 des Gehäuseabschlussteils 9 in Anlage kommt. - Das Ausführungsbeispiel von
Fig. 3 unterscheidet sich vom Beispiel vonFig. 1 lediglich insofern, als das Speichergehäuse 1 die Form eines Rohres besitzt, das vom unteren Ende 7 bis zum oberen Ende 3 innenseitig durchgehend ist. Während sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel vonFig. 1 der das Zusatzvolumen des Balges 21 bildende Topf 33 an dem geschlossenen oberen Ende 3 des Speichergehäuses 1 abstützt, ist bei dem Beispiel vonFig. 3 der Topf 33 am oberen offenen Rohrende 3 des Speichergehäuses 1 mittels eines Sprengringes 61 gesichert. - Das Beispiel von
Fig. 4 entspricht dem Ausführungsbeispiel vonFig.2 , abgesehen davon, dass das Speichergehäuse 1 wiederum als Rohrkörper ausgebildet ist. Dementsprechend ist das mit dem unbewegbaren Ende 27 verbundene Gehäuseteil 41 am offenen Rohrende 3 des Speichergehäuses 1 mittels eines Sprengringes 61 axial gesichert. - Die Herstellung des Speichergehäuses 1 aus einem Rohrkörper ermöglicht eine besonders einfache, rationelle und kostengünstige Herstellung des Balgspeichers.
- Wie ersichtlich, lassen sich mit Bälgen 21 mit der gleichen Anzahl von Balgfalten 23 erfindungsgemäße Hydrospeicher unterschiedlicher Spezifikationen gestalten, indem durch Wahl der Tiefe des jeweiligen Topfes 33 ein Mindestvolumen vorgegeben ist, das bei zusammengezogenem Balg 21 im Wesentlichen dem Volumen des Topfes 33 entspricht. Andererseits ist durch Wahl der axialen Länge des Speichergehäuses 1 das Maximalvolumen des anderen Medienraumes vorgegeben, das sich an der Außenseite des zusammengezogenen Balges 21 befindet.
Claims (8)
- Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers, mit einem Speichergehäuse (1), in dem der eine vorgebbare Anzahl Falten (23) aufweisende Balg (21) ein bewegbares Trennelement zwischen Gasseite (25) und Fluidseite (13) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanzeinrichtung (33) vorgesehen ist, die innerhalb des Speichergehäuses (1) angeordnet und unter Bildung eines zusätzlichen Medienraumes mit dem Inneren des Balges (21) in Fluidverbindung ist oder an den Balg (21) benachbart angrenzt.
- Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzeinrichtung die Form eines Topfes (33) besitzt, der mit seiner Öffnung (35) an einem offenen Ende des Balges (21) mit fluiddichter Verbindung angebracht ist.
- Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (33) im Speichergehäuse (1) axial unbeweglich gehalten ist und an seiner Öffnung (35) die Festlegestelle für das unbewegbare Ende (27) des Balges (21) bildet.
- Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (33) am bewegbaren Ende (29) des Balges (21) angeordnet ist, dessen unbewegbares Ende (27) am Speichergehäuse (1) festgelegt ist.
- Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Boden des axial unbewegbaren Topfes (33) an einem Ende (3) des Speichergehäuses (1) befindet und einen Gas-Füllanschluss (39) für ein Arbeitsgas aufweist.
- Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unbewegbare Ende (27) des Balges (21) an einem sich an einem Ende (3) des Speichergehäuses (1) befindenden Gehäuseteil (41) festgelegt ist, an dem ein Gas-Füllanschluss (39) für ein Arbeitsgas vorgesehen ist.
- Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende (7) des Speichergehäuses (1), das dem dem Gas-Füllanschluss (39) zugeordneten Ende (3) entgegengesetzt ist, ein Gehäuseabschlussteil (9) vorgesehen ist, das die sich an der Außenseite des Balges (21) befindliche Fluidseite (13) begrenzt und einen Fluidanschluss (11) aufweist.
- Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseabschlussteil (9) einen Anschlag bildet, der Bewegungen des Balges (21) auf einen Hub begrenzt, der einem vorgegebenen Maximalvolumen aus Volumen des Inneren des Balges (21) und dem Zusatzvolumen des Topfes (33) entspricht.
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