WO2002075161A1 - Hydropneumatischer druckspeicher - Google Patents

Hydropneumatischer druckspeicher Download PDF

Info

Publication number
WO2002075161A1
WO2002075161A1 PCT/EP2002/002750 EP0202750W WO02075161A1 WO 2002075161 A1 WO2002075161 A1 WO 2002075161A1 EP 0202750 W EP0202750 W EP 0202750W WO 02075161 A1 WO02075161 A1 WO 02075161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
membrane
weak points
pressure accumulator
accumulator according
elevations
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/002750
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Baltes
Markus Lehnert
Original Assignee
Hydac Technology Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Technology Gmbh filed Critical Hydac Technology Gmbh
Priority to US10/468,267 priority Critical patent/US6901965B2/en
Priority to DE50200872T priority patent/DE50200872D1/de
Priority to AT02702406T priority patent/ATE274142T1/de
Priority to EP02702406A priority patent/EP1370772B1/de
Priority to JP2002573537A priority patent/JP4122229B2/ja
Publication of WO2002075161A1 publication Critical patent/WO2002075161A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • F15B1/10—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • F15B1/12—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means attached at their periphery
    • F15B1/14—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means attached at their periphery by means of a rigid annular supporting member
    • 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
    • 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
    • F15B1/10—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • 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
    • F15B2201/20—Accumulator cushioning means
    • F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
    • 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
    • F15B2201/315—Accumulator separating means having flexible separating means
    • F15B2201/3151—Accumulator separating means having flexible separating means the flexible separating means being diaphragms or membranes
    • 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
    • F15B2201/315—Accumulator separating means having flexible separating means
    • F15B2201/3156—Accumulator separating means having flexible separating means characterised by their attachment
    • 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
    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
    • F15B2201/41—Liquid ports
    • 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
    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
    • F15B2201/415—Gas ports

Definitions

  • the invention relates to a hydropneumatic pressure accumulator with a storage housing and a membrane located therein, which forms a movable separating element between a first space, in particular a gas space, and a second space, in particular a liquid space, which has a plurality of ring regions, which have annular, in the manner weak points acting from joints are connected to one another, the ring regions having elevations on the inside of the membrane facing away from the wall of the storage housing.
  • hydraulic accumulators are known in a large number of designs and embodiments, one of the main tasks of hydraulic accumulators (pressure accumulators) being to absorb certain volumes of pressurized liquid in a hydraulic system and to return these to the system if necessary.
  • a bladder or membrane for such a memory which comprises an elastic material layer with a gas barrier layer laminated to it and with an elastic fastening part which is attached to a. Inner surface of a peripheral edge piece of the • elastic material layer is formed, so that this or the material layer can be pressed against a housing if the fastening part is attached to the housing by means of a mounting element.
  • the membrane is W-shaped in cross-section, the thickness of the elastic material layer decreasing in an intermediate section thereof and / or increasing at a curved reversal area of the material layer.
  • the convex central region of the W-shaped membrane thus turns into a concave curvature towards the edge of the membrane and therefore towards the fastening part, and despite the thickness reinforcement of the membrane provided in this region, the same tears and thus fails in a large number of load cycle cycles of the memory cannot be excluded.
  • the invention has for its object to provide a pressure accumulator of the type under consideration, which is characterized by a particularly good operating behavior of the membrane, so that. a long service life can also be achieved when operating with high pressure ratios, • and high pressure change speeds.
  • this object is achieved according to the invention in that the elevations in the central region between adjacent weak points have the greatest height, which increases the wall thickness of the membrane, and a shape that slopes gently towards these weak points and is convex at least in some areas.
  • the shaping provided according to the invention with areas of the membrane falling gently towards the articulation points avoids the risk of forming too sharp kinks at the joints when folding the membrane, as is the case with the known generic pressure accumulators mentioned above.
  • the harmful notch effect is thus avoided.
  • the joint movements in the shaping according to the invention take place with a certain radius of curvature, thereby avoiding the risk of local overstressing of the membrane. Without an excessive increase in the wall thickness of the membrane, comparatively larger pressure swings and pressure change rates are permissible.
  • the formation of inner ring regions on the separating element with bead-like elevations is known per se.
  • these are beads or ribs which protrude from the plane of the separating element without the beads or ribs being separated from one another by weak points which act like film joints.
  • the beads have a steeply sloping shape in the adjacent areas, so that a gentle unwinding process cannot be achieved with this known membrane.
  • the weak points have a concave shape, with the membrane having an alternating sequence of convex and concave regions. This results in particularly good bending and rolling properties when the membrane folds.
  • the membrane in its initial position preferably has a continuous and essentially uniform curvature along its outer surface, and the membrane is designed in the manner of a hemisphere in its initial position.
  • the angle between the area of the elevations adjoining the adjacent visual weak points, the region of the elevations and the tangential plane associated with the weak point in question, based on the elongated shape of the membrane, is preferably less than -20 °.
  • the elevations have a concave curvature in the area adjacent to the weak points and a convex curvature in the area adjacent to the greatest height of the elevation.
  • at least parts of the elevations can also be formed by flat surfaces. be, which preferably fall towards the neighboring vulnerabilities.
  • the ring regions or at least a part thereof can be subdivided by weak points running transversely to the circular lines, these weak points preferably based on the circle . cross-section, radial.
  • the invention opens up the advantageous possibility of producing the membrane from a gas-tight monolayer plastic, for example from a polyamide, a polyamide blend, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyvinylidene chloride.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a pressure accumulator according to a
  • Figure 2 is a simplified • in larger scale one side and highly schematically 'drawn representation of the diaphragm of the pressure accumulator of Figure 1 located in its stretched state.
  • Fig. 3 is drawn in the scale corresponding to Fig. 1
  • Fig. 4 is a plan view similar to Fig. 3 of the membrane of a modified embodiment.
  • the pressure accumulator shown in FIG. 1 is a so-called membrane accumulator with a separating element in the form of a membrane 3 arranged in a housing 1.
  • the membrane 3 separates the housing 1 in its interior into a first space, in the present case a liquid space 5, and in a second room, in the present example a gas space 7.
  • Both the liquid space 5 and the gas space 7 each have a connection 9 or 11, by means of which the pressure accumulator can be connected to pipes of a hydraulic system (not shown) or via which the gas pressure can be set.
  • Comparable pressure accumulators with the features described so far belong to the prior art, so that in the following the accumulator is only explained to the extent that it is necessary to illustrate the invention.
  • the housing as viewed in the direction of FIG. 1, consists of an upper housing shell 1 3 and a lower housing shell 15 which abut one another along a seam 17. Along this interface 17, the two shells 13 and 15 can be connected to one another to form the housing 10 by means of an electron beam welding process or laser welding.
  • a steel ring 19 is provided to hold the membrane 3 shown in its extended state in FIGS. 1 and 2, the height of which is dimensioned such that it covers the seam 17 in the interior of the housing 1 with a protrusion.
  • the gas chamber 7 side facing the ring has 1 9 recesses in the form of notches 21 which are rectangular in cross section and the surfaces in same intervals • rings are guided around the ring 19 from one another.
  • the ring 19 On its side facing the liquid chamber 5, on its side facing the inner wall of the housing, the ring 19 has a circumferential annular groove 23, the lower edge of which, viewed in the direction of view of FIG. 1, has a shoulder surface 25 as an abutment for an edge bead 27 having a rectangular cross section the membrane 3 forms.
  • the cross section of the edge bead 27 and the depth of the annular groove 23 are dimensioned such that the membrane on the edge bead 27 is held gas-tight on the inside wall of the housing when the ring 19 is fixed in the storage housing. This happens in the course of the welding process, which is carried out after the upper housing shell 1 3 has been put on, in order to weld the housing 1 at the interface 1, the ring 19 being firmly welded to the housing 1.
  • FIGS. 1 to 3. 1 and 3 show that the membrane 3 in plan view with a circular cross-section has an approximately hemispherical shape in side view.
  • the membrane 3 has on its entire outside, apart from. end edge bead 27, a smooth surface, but has a contour on its inside.
  • the contouring is such that the membrane 3 is divided on the inside into concentric ring regions 31, 33, 35, 37 and 39. These ring areas are laterally delimited by weak points 61, 63, 65, 67, 69 and 71, in which the membrane 3 has the smallest wall thickness.
  • the elevations 81, 83, 85, 87, 89 each have their greatest height in the central region between the adjacent weak points 61, 63, 65, 67, and 71, that of the greatest wall thickness of the membrane equivalent.
  • the surveys in this central area each have a convex curvature 91.
  • On each side of the convex curvature 91 is a concave region 93 which extends to the adjacent weak points.
  • ⁇ the concave regions 93 each extend to the respective shallow ".
  • the flat angle of inclination the tangential plane of the membrane 3 which is in the stretched state and is related to the respective weak point is preferably in the order of magnitude of 12 ° to 14 °.
  • the weak points in the fold formation of the membrane 3 due to the working movement of the membrane 3 form articulation points of the type of film joints on which the membrane folds in a controlled manner, but due to the configuration according to the invention no sharp kinks are formed. are so that local overstressing of the membrane material is avoided and a long service life is achieved.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment, in which the membrane 3 in addition to the ones running along the circular lines 41, 43, 45, 47, 49, 51
  • weak points 95 are also articulated by weak points 95 running radially (based on the circular shape). These radially running weak points 95 each subdivide the bead-like elevations located within the ring regions, which, as is shown in FIG. 2 for the first exemplary embodiment, have the greatest height in the central region between adjacent weak points. From these areas of greatest increase, the elevations drop in a manner corresponding to the example of FIG. 2 to the adjacent weak points, which they approach at a flat angle in each case.
  • the convex / concave curved curvature can be provided in a corresponding manner, as in FIG. 2, the concave curvature areas both approaching the weak points along the circular lines 41, 43, 45, 47, 49, 51 as well as the radial weaknesses 95.
  • the material for the membrane 3 is preferably gastight monolayer plastics, for example polyamide, for example PA6, a polyamide blend, for example PA polyolefin, or polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate or polyvinylidene chloride.
  • gastight monolayer plastics for example polyamide, for example PA6, a polyamide blend, for example PA polyolefin, or polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate or polyvinylidene chloride.
  • the radius of curvature for the concave weak points is smaller than the radius of curvature for the convex elevations; In this respect, these are less curved than the neighboring weak points.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Abstract

Hydropneumatischer Druckspeicher mit einem Speichergehäuse (1) und einer darin befindlichen, ein bewegliches Trennelement zwischen einem ersten Raum, insbesondere Gasraum (7), und einem zweiten Raum, insbesondere Flüssigkeitsraum (5), bildenden Membran (3), die mehrere Ringbereiche (31, 33, 35, 37, 39) aufweist, die über ringförmige, in der Art von Gelenken wirkende Schwachstellen (61, 63, 65, 67, 69, 71) miteinander der verbunden sind, wobei die Ringbereiche (31, 33, 35, 37, 39) an der von der Wand des Speichergehäuses (1) abgewandten Innenseite der Membran (3) Erhebungen (81, 83, 85, 87, 89) aufweisen, die im Zentralbereich zwischen benachbarten Schwachstellen die größte, die Wandstärke der Membran (3) vergrößernde Höhe und eine zu diesen Schwachstellen hin jeweils flach abfallende und zumindest in Teilbereichen konvexe Form (91, 93) besitzen.

Description

Hydropneumatischer Druckspeicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einem Speichergehäuse und einer darin befindlichen, ein bewegliches Trennelement zwischen einem ersten Raum, insbesondere Gasraum, und einem zweiten Raum, insbesondere Flüssigkeitsraum, bildenden Membran, die mehrere Ringbereiche aufweist, die über ringförmige, in der Art von Gelenken wirkende Schwachstellen miteinander verbunden sind, wobei die Ringbereiche an der von der Wand des Speichergehäuses abgewandten' Innenseite der Membran Erhebungen aufweisen.
Dahingehende Hydrospeicher sind in einer Vielzahl von Bau- und Ausführungsformen bekannt, wobei eine der Hauptaufgaben von Hydrospeichem (Druckspeicher) es ist, bestimmte Volumen unter Druck stehender Flüssigkeit einer Hydroanlage aufzunehmen und diese bei Bedarf wieder an die Anlage zurückzugeben.
Durch die DE-A-41 31 790 ist eine Blase oder Membran für einen dahingehenden Speicher bekannt, die eine elastische Materialschicht umfaßt, mit einer an diese laminierten Gas-Sperrschicht und mit einem elastischen Be- festigungsteil, das an einer. Innenfläche eines peripheren Randstückes der • elastischen Materiallage ausgebildet ist, so daß dieses oder die Materiallage an ein Gehäuse gepresst werden kann, wenn das Befestigungsteil mittels eines Halterungselementes am Gehäuse angebracht wird. Die Membran ist im Querschnitt W-förmig ausgebildet, wobei die Dicke der elastischen Materiallage sich vermindert in einem zwischenliegenden Abschnitt von dieser und/oder sie vergrößert sich an einem gekrümmten Umkehrbereich der Materiallage. Der konvexe Mittenbereich der W-förmigen Membran kehrt sich also zum Rand der Membran und mithin in Richtung des Befestigungsteiles in eine konkav verlaufende Krümmung um und trotz der in diesem Bereich vorgesehenen Dickenverstärkung der Membran ist bei einer Vielzahl von Lastwechselspielen ein Einreißen derselben und mithin ein Versagen des Speichers nicht auszuschließen.
Demgegenüber ist bei einem gattungsgemäßen Druckspeicher gemäß der DE-A-40 18 318 bereits vorgeschlagen worden, die Unterteilung der Mem- bran in gelenkig miteinander verbundene Zonen vorzunehmen, um so eine unkontrollierte Auffaltung der Membran bei deren Arbeitsbewegungen • vermeiden zu helfen und um dergestalt zu längeren Standzeiten zu gelangen. Bei der bekannten Lösung ist demgemäß zwischen Umlenkstellen der Membran in Form der Filmgelenke die Membran platten- oder streifenför- mig erhaben ausgebildet, was jedoch beim Abwickelvorgang der Membran sich ungünstig gestalten kann, insbesondere wenn die plattenartigen Erhebungen aneinander stoßen und es damit zu erhöhten Kraftein leitungen im Bereich der Filmgelenkstellen kommt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Druckspeicher der betrachteten Art zu schaffen, der sich durch ein besonders gutes Betriebsverhalten der Membran auszeichnet, so daß . eine lange- Lebensdauer auch beim Betrieb mit hohen Druckverhältnissen, •und hohen Druckänderungs-Geschwindigkeiten erreichbar ist. Bei einem Druckspeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erhebungen im Zentralbereich zwischen benachbarten Schwachstellen die größte, die Wandstärke der Mem- bran vergrößernde Höhe und eine zu diesen Schwachstellen hin jeweils flach abfallende und zumindest in Teilbereichen konvexe Form besitzen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Formgebung mit zu den Gelenkstellen hin flach abfallenden Bereichen der Membran vermeidet die Gefahr, daß bei der Faltung der Membran allzu scharfe Knickstellen an den Gelenken ausgebildet werden, wie dies bei den oben erwähnten, bekannten gattungsgemäßen Druckspeicher der Fall ist. Somit jst die schädliche Kerbwirkung Vermieden. Demgegenüber erfolgen die Gelenkbewegungen bei der erfindungsgemäßen Formgebung mit einem gewissen Krümmungsradius, wo- durch die Gefahr einer örtlichen Überbeanspruchung der Membran vermieden ist. Ohne übermäßige Vergrößerung der Wandstärke der Membran, sind somit vergleichsweise größere Druckausschläge und Druckänderungs- Geschwindigkeiten zulässig.
Aus der DE-A-28 52 912 ist bei einem Druckspeicher mit einem dickwandigen Trennelement aus Gummi zwar die Ausbildung von inneren Ringbereichen am Trennelement mit wulstartigen Erhebungen an sich bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch um Wülste oder Rippen, die aus der Ebene des Trennelementes vorstehen, ohne daß die Wülste oder Rippen durch filmgelenkartig wirkende Schwachstellen voneinander getrennt wären. Außerdem besitzen die Wülste in den einander benachbarten Bereichen eine jeweils steil abfallende Form, so daß ein schonender Abwickelvorgang mit dieser bekannten Membran nicht erreichbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers besitzen die Schwachstellen eine konkave Form, wobei bei der Membran eine alternierende Abfolge von konvexen mit konkaven Bereichen gegeben ist. Hierdurch ergeben sich besonders gute Biege- und Abrolleigenschaften bei der- Faltenbildung der Membran. Vorzugsweise besitzt dabei die Membran in ihrer Ausgangsstellung entlang ihrer äußeren Oberfläche eine stetige und im wesentlichen gleichförmige Krümmung und die Membran ist in ihrer Ausgangsstellung in der Art einer Halbkugel ausgebildet.
Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen dem sich an die angrenzenden Sehwachstellen, anschließenden Bereich der Erhebungen und der der betreffenden Schwachstelle zugehörigen Tangentialebene, bezogen auf die gestreckte Form der Membran, weniger als -20°.
Besonders gute Biegeeigenschaften ergeben sich bei der Faltenbildung der Membran, wenn die Erhebungen in dem an die Schwachstellen angrenzenden Bereich eine konkave Wölbung und in dem der größten Höhe der Erhebung benachbarten Bereich eine konvexe Wölbung besitzen. Zumindest Teile der Erhebungen können jedoch auch durch ebene Flächen gebildet . sein, die vorzugsweise zu den benachbarten Schwachstellen hin abfallen.
Bei einer Membran mit einem kreisrunden Querschnitt und mit konzentrisch zueinander angeordneten Ringbereichen, die durch Kreislinien bil- dende Schwachstellen begrenzt sind, können die Ringbereiche oder zumindest ein Teil derselben, durch zu den Kreislinien quer verlaufende Schwachstellen unterteilt sein, wobei diese Schwachstellen vorzugsweise, bezogen auf den Krei.squerschnitt, radial verlaufen. Die Erfindung eröffnet die vorteilhafte Möglichkeit, die Membran aus einem gasdichten Monolayer-Kunststoff herzustellen, beispielsweise aus einem Polyamid, einem Polyamid-Blend, Polyethylentherephthalat, Polyethylen- naphthalat oder Polyvinylidenchlorid.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckspeicher gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 • eine in größerem Maßstab halbseitig und stark schematisch ' vereinfacht gezeichnete Darstellung der in ihrem gestreckten Zustand befindlichen Membran des Druckspeichers von Fig.1;
Fig. 3 eine in dem der Fig. 1 entsprechenden Maßstab gezeichnete
Draufsicht der Membran des Ausführungsbeispiels und
Fig. 4 eine der Fig: 3 ähnliche Draufsicht der Membran eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Druckspeicher handelt es sich um einen sog. Membranspeicher mit einem in einem Gehäuse 1 angeordneten Trennelement in Form einer Membran 3. Die Membran 3 trennt das Gehäuse 1 in seinem Inneren in einen ersten Raum, beim vorliegenden- Beispieheinen Flüssigkeitsraum 5, und in einen zweiten Raum, beim vorliegenden Beispiel einen Gasraum 7. Sowohl der Flüssigkeitsraum 5 als auch der Gasraum 7 weisen jeweils einen Anschluß 9 bzw. 1 1 auf, mittels deren der Druckspeicher an Rohrleitungen eines Hydrauliksystems (nicht dargestellt) anschließbar ist bzw. über den der Gasdruck eingestellt werden kann. Vergleichbare Druckspeicher mit den bisher beschriebenen Merkmalen gehören zum Stand der Technik, so daß im folgenden der Speicher nur noch insofern erläutert wird, als es zur Darstellung der Erfindung notwendig ist.
Das Gehäuse 1 besteht, in Blickrichtung auf Fig. 1 gesehen, aus einer obe- ren Gehäuseschale 1 3 und einer unteren Gehäuseschale 1 5, die längs einer Nahtstelle 1 7 aneinanderstoßen. Längs dieser Nahtstelle 17 sind die beiden Schalen 13 und 15 zur Bildung des Gehäuses 10 mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens oder Laserschweißens miteinander verbindbar.
Im Inneren des Gehäuses 1 ist zum Halten der in Fig.1 und 2 in -ihrem gestreckten Zustand gezeigten Membran 3 ein Stahlring 19 vorgesehen, dessen Höhe derart bemessen ist, daß er mit einem Überstand die Nahtstelle 1 7 im Inneren des Gehäuses 1 überdeckt. An seiner dem Gasraum 7 zugekehrten Seite weist der Ring 1 9 Ausnehmungen in Form von Einkerbungen 21 auf, die im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet sind und die in glei- • chen Abständen voneinander rings um den Ring 19 herumgeführt sind. Auf seiner dem Flüssigkeitsraum 5 zugekehrten Seite weist der Ring 19 auf seiner der Gehäuseinnenwand zugekehrten Seite eine umfängliche Ringnut 23 auf, deren, in Blickrichtung auf Fig. 1 gesehen, unterer Rand eine Schulter- fläche 25 als Widerlager für einen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Randwulst 27 der Membran 3 bildet. Der Querschnitt des Randwulstes 27 und die Tiefe der Ringnut 23 sind so bemessen, daß die Membran am Randwulst.27 gasdicht an der Gehäuseinnenwand 'gehalten -.- ist, wenn der Ring 19 im Speichergehäuse fixiert ist. Dies geschieht im Zuge des Schweißvorganges, der nach dem Aufsetzen der oberen Gehäuseschale 1 3 durchgeführt wird, um das Gehäuse 1 an der Nahtstelle 1 zu verschweißen, wobei der Ring 19 mit dem Gehäuse 1 fest verschweißt wird.
Nähere Einzelheiten der Gestaltung der Membran 3 sind aus den Fig. 1 bis 3 entnehmbar. Fig. 1 und 3 zeigen, daß die Membran 3 in Draufsicht bei einem kreisrunden Querschnitt eine in Seitenansicht etwa halbkugelige Form, besitzt. Wie am deutlichsten aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt die Membran 3 an ihrer gesamten Außenseite, abgesehen vom. endseitigen Randwulst 27, eine glatte Oberfläche, weist jedoch an ihrer Innenseite eine Konturierung auf. Bei dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel' ist' die Konturierung derart, daß die Membran 3 an ihrer Innenseite in konzentrische Ringbereiche 31 ,33,35,37 und 39 unterteilt wird. Diese 'Ringbereiche sind seitlich jeweils durch Schwachstellen 61 ,63,65,67,69 und 71 be- grenzt, in denen die Membran 3 die geringste Wandstärke besitzt. Diese - Schwachstellen erstrecken sich längs des Umfanges der Innenseite der Membran längs Kreislinien 41 ,43,45,47,49 bzw. 51 . In den Ringbereichen 31 ,33,35,37 und 39 zwischen den Schwachstellen befinden sich flache, wulstartige Erhebungen 81 ,83,85,87 und 89, siehe Fig. 2.
Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, besitzen die Erhebungen 81,83,85, 87,89 jeweils im Zentralbereich zwischen den angrenzenden Schwachstellen 61 ,63,65,67,69 bzw. 71 ihre größte Höhe, die der größten Wandstärke der Membran entspricht. Bei dem gezeigten Beispiel weisen die Erhebun- gen in diesem Zentral bereich jeweils eine konvexe Wölbung 91 auf. Seitlich an die konvexe Wölbung 91 schließt sich jeweils ein sich bis zu den angrenzenden Schwachstellen erstreckender konkaver Bereich 93 an. Die ■ konkaven -Bereiche 93 erstrecken sich jeweils flach abfallend zu den jeweils"., zugeordneten Schwachstellen, wobei der flache Neigungswinkel gegenüber der auf die jeweilige Schwachstelle bezogenen Tangentialebene der in gestrecktem Zustand befindlichen Membran 3 vorzugsweise in der Größenordnung von 12° bis 14° liegt.
Aufgrund dieser Konfiguration mit an den Schwachstellen 61 ,63,65,67, 69,71 sanft ansteigenden Erhebungen 81 ,83,85,87,89 bilden die Schwachstellen bei den aufgrund der Arbeitsbewegung der Membran 3 eintretenden Faltenbildungen der Membran 3 Gelenkstellen in der Art von Filmgelenken, an denen zwar die Faltung der Membran kontrolliert erfolgt, jedoch auf- grund der erfindungsgemäßen Konfiguration keine scharfen Knicke gebildet . werden, so daß örtliche Überbeanspruchungen des Membranwerkstoffes vermieden sind und eine hohe Betriebslebensdauer erreicht wird.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Membran 3 zu- sätzlich zu den längs der Kreislinien 41 ,43,45,47,49,51 verlaufenden
' Schwachstellen noch durch sich radial (bezogen auf die Kreisform) verlaufende Schwachstellen 95 gelenkig gestaltet ist. Diese radial verlaufenden Schwachstellen 95 unterteilen jeweils die innerhalb der Ringbereiche befindlichen, wulstartigen Erhebungen, die, ebenso wie dies in Fig. 2 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist, im Zentralbereich zwischen angrenzenden Schwachstellen die größte Höhe besitzen. Von diesen Bereichen der größten Erhöhung fallen die Erhebungen in entsprechender Weise wie bei dem Beispiel von Fig. 2 zu den angrenzenden Schwachstellen ab, denen sie sich in jeweils flachem Winkel annähern. Hierbei kann die kon- vex/konkav gekrümmte Wölbung in entsprechender Weise vorgesehen sein, wie bei Fig. 2, wobei sich die konkaven Wölbungsbereiche sowohl an die Schwachstellen entlang der Kreislinien 41 ,43,45,47,49,51 annähern als auch an die radial verlaufenden- Schwachstellen 95. Anstelle der in den Figuren gezeigten, gewölbten Formgebung können andere gewölbte Formen oder aus gewölbten Bereichen und ebenen Flächenbereichen kombinierte Formgebungen vorgesehen sein, wobei jedoch jeweils die Annäherung an die jeweils angrenzenden Schwachstellen in fla- chen Winkeln erfolgt. Es ist auch nicht erforderlich, daß bei Ausführungsbeispielen, bei denen, entsprechend Fig. 4, quer zu den Kreislinien verlaufende zusätzliche Schwachstellen vorgesehen sind, diese in solcher Anzahl vorgesehen sind, wie in Fig. 4 gezeigt. Auch brauchen solche quer verlaufenden Schwachstellen sich nicht über sämtliche Ringbereiche hinweg zu erstrecken und können einen von dem sternförmigen oder radialen Verlauf abweichenden Verlauf besitzen. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Filmgelenke als Schwachstellen sind der Einfachheit halber als konzentrische Kreise gleichen Abstands zueinander wiedergegeben. Wie die Darstellung nach der Fig.2 zeigt, sind aber die Abstände unterschiedlich, insbe- sondere von außen nach innen zur Membranmitte hin zunehmend.
Als Werkstoff für die Membran 3 kommen vorzugsweise gasdichte Mono- layer-Kunststoffe in Betracht, beispielsweise Polyamid, etwa PA6, ein Po- lyamid-Blend, etwa PA-Polyolefin, oder Polyethylentherephthalat oder Po- lyethylennaphthalat oder Polyvinlidenchlorid. Es versteht sich jedoch, daß auch andersartige Materialien zur Herstellung der Membran vorgesehen sein können. Der Krümmungsradius für die konkaven Schwachstellen ist kleiner als der Krümmungsradius für die konvexen Erhebungen; insofern sind diese weniger stark gekrümmt als die benachbart liegenden Schwach- stellen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Hydropneumatischer Druckspeicher mit einem Speichergehäuse (1 ) und einer darin befindlichen, ein bewegliches Trennelement zwischen ei- nem ersten Raum, insbesondere Gasraum (7), und einem zweiten Raum, insbesondere Flüssigkeitsraum (5), bildenden Membran (3), die mehrere- Ringbereiche (31 ,33,35,37,39) aufweist, die über ringförmige, in der Art von Gelenken wirkende Schwachstellen (61 ,63,65,67,69,71 ) miteinander verbunden sind, wobei die Ringbereiche (31 ,33,35,37,39) an der . von der Wand des Speichergehäuses (1 ) abgewandten Innenseite der
Membran (3) Erhebungen (81 ,83,85,87,89) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (81 , 83, 85, 87, 89) im Zentral bereich zwischen benachbarten Schwachstellen die größte, die Wandstärke der Membran (3) vergrößernde Höhe und eine zu diesen Schwachstellen - hin . jeweils . flach abfallende und zumindest in Teilbereichen konvexe-
Form (91 ,93) besitzen.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwachstellen (6.1 ,63,65,67,69,71) eine konkave Form besitzen und daß bei der Membran (3) eine alternierende Abfolge von konvexen mit konkaven Bereichen gegeben ist.
3. Druckspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) in ihrer Ausgangsstellung entlang ihrer äußeren Oberfläche eine stetige und im wesentlichen gleichförmige Krümmung besitzt.
4. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) in ihrer Ausgangsstellung in der Art einer Halbkugel ausgebildet ist.
5 5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (81 ,83,85,87,89) zumindest in dem an die benachbarten Schwachstellen (61 ,63,65,67,69,71) angrenzenden Bereich zu der auf die gestreckte Form der Membran (3) bezogenen Tangentialebene der betreffenden Schwachstellen (61 ,63,65,67,69,71 ) 10 zu diesen unter einem flachen Winkel abfallen, der weniger als 20° beträgt, vorzugsweise < 15°. •
6. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) einen kreisrunden Querschnitt aufweist
15 und die Ringbereiche (31,33,35,37,39) konzentrisch zueinander angeordnet und durch Kreislinien bildende Schwachsteilen (61 ,63,65,67, 69,71 ) begrenzt sind und daß zumindest ein Teil der Ringbereiche ' (31,33,35,37,39) durch zu diesen Kreislinien quer verlaufende Schwachstellen (95) unterteilt ist.
20.
7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) aus einem gasdichten Monolayer- Kunststoff gebildet ist.
25 8. Druckspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als
Werkstoff für die Membran (3) ein Polyamid, z.B. PA6, ein Polyamid- Blend, z.B. PA-Po lyolef in, oder Polyethylentherephthalat oder Polyethy- lennaphthalat oder Polyvinylidenchlorid vorgesehen ist.
PCT/EP2002/002750 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatischer druckspeicher WO2002075161A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/468,267 US6901965B2 (en) 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatic accumulator
DE50200872T DE50200872D1 (de) 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatischer druckspeicher
AT02702406T ATE274142T1 (de) 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatischer druckspeicher
EP02702406A EP1370772B1 (de) 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatischer druckspeicher
JP2002573537A JP4122229B2 (ja) 2001-03-17 2002-03-13 流体圧式アキュムレータ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10112976A DE10112976A1 (de) 2001-03-17 2001-03-17 Hydropneumatischer Druckspeicher
DE10112976.9 2001-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002075161A1 true WO2002075161A1 (de) 2002-09-26

Family

ID=7677882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2002/002750 WO2002075161A1 (de) 2001-03-17 2002-03-13 Hydropneumatischer druckspeicher

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6901965B2 (de)
EP (1) EP1370772B1 (de)
JP (1) JP4122229B2 (de)
AT (1) ATE274142T1 (de)
DE (2) DE10112976A1 (de)
WO (1) WO2002075161A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008089812A1 (de) * 2007-01-25 2008-07-31 Hydac Technology Gmbh Druckbehälter, insbesondere hydrospeicher
EP2417361A4 (de) * 2009-04-06 2014-12-10 Univ Vanderbilt Elastischer akkumulator von hoher energiedichte und verwendungsverfahren dafür
WO2022152593A1 (de) * 2021-01-14 2022-07-21 Hydac Technology Gmbh Hydrospeicher

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614568B2 (en) * 2000-08-24 2009-11-10 Microlin, Llc Device employing gas generating cell for facilitating controlled release of fluid into ambient environment
FR2893622B1 (fr) * 2005-11-24 2007-12-21 Commissariat Energie Atomique Composition a base de caprolactame,procede de fabrication d'un element d'etancheite,et reservoir
DE102007003723A1 (de) * 2007-01-25 2008-07-31 Elringklinger Ag Strukturbauteil
US8113390B2 (en) 2007-04-18 2012-02-14 Microlin, Llc Gas generation dispenser apparatus and method for on-demand fluid delivery
SE533280C2 (sv) * 2008-12-29 2010-08-10 Atlas Copco Rock Drills Ab Ackumulatormembranenhet, förfarande för framställning av ackumulatormembranenhet samt bergborrmaskin innehållande en sådan ackumulatormembranenhet.
US20100176214A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-15 Joshi Ashok V Greeting card fragrance delivery system
RU2402697C1 (ru) * 2009-05-18 2010-10-27 Александр Анатольевич Строганов Устройство для рекуперации гидравлической энергии
DE102010026092A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Druckspeichervorrichtung zur Verbindung mit einer hydraulischen Anlage
DE102010050113B4 (de) 2010-10-29 2012-06-21 Mt Aerospace Ag Behälter zum Aufnehmen, Speichern und Abgeben von gasförmigen, flüssigen und festen Medien sowie dessen Verwendung
DE102010062693A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Hydrospeichereinrichtung
WO2013103375A2 (en) 2011-06-03 2013-07-11 Microlin, Llc Device for delivery of volatile liquids to gaseous environment utilizing a gas generating cell
KR101166371B1 (ko) * 2011-09-02 2012-07-31 김재호 멤브레인형 어큐뮬레이터
US9751689B2 (en) 2013-09-24 2017-09-05 Pentair Residential Filtration, Llc Pressure vessel system and method
KR20150046644A (ko) * 2013-10-22 2015-04-30 삼성전자주식회사 나노 임프린트용 레진 디스펜서

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2360590A (en) * 1942-11-30 1944-10-17 Gen Motors Corp Pressure tank
DE1675349A1 (de) * 1968-02-03 1971-01-21 Langen & Co Hydrospeicher
DE2852912A1 (de) 1978-12-07 1980-06-26 Bosch Gmbh Robert Elastische trennwand fuer druckbehaelter
DE4018318A1 (de) 1990-06-08 1991-12-12 Bosch Gmbh Robert Hydropneumatischer druckspeicher
DE4131790A1 (de) 1990-09-26 1992-05-07 Nok Corp Blase fuer einen speicher
DE4405009A1 (de) * 1992-09-24 1995-08-24 Hydac Technology Gmbh Druckspeicher
EP0927631A1 (de) * 1997-12-25 1999-07-07 Tokai Rubber Industries, Ltd. Membrane und Speicher der diese verwendet

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2636638B1 (fr) * 1988-09-20 1990-12-21 Peugeot Membrane elastique impermeable et accumulateur hydropneumatique equipe de cette membrane
US5133387A (en) * 1990-09-20 1992-07-28 The Aro Corporation Fluid pulsation dampener having spiral grooved bellows
FR2677438B1 (fr) * 1991-06-10 1993-12-31 Bourgeois Ste Coop Prod Chaudiere a paroi deformable.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2360590A (en) * 1942-11-30 1944-10-17 Gen Motors Corp Pressure tank
DE1675349A1 (de) * 1968-02-03 1971-01-21 Langen & Co Hydrospeicher
DE2852912A1 (de) 1978-12-07 1980-06-26 Bosch Gmbh Robert Elastische trennwand fuer druckbehaelter
DE4018318A1 (de) 1990-06-08 1991-12-12 Bosch Gmbh Robert Hydropneumatischer druckspeicher
DE4131790A1 (de) 1990-09-26 1992-05-07 Nok Corp Blase fuer einen speicher
DE4405009A1 (de) * 1992-09-24 1995-08-24 Hydac Technology Gmbh Druckspeicher
EP0927631A1 (de) * 1997-12-25 1999-07-07 Tokai Rubber Industries, Ltd. Membrane und Speicher der diese verwendet

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008089812A1 (de) * 2007-01-25 2008-07-31 Hydac Technology Gmbh Druckbehälter, insbesondere hydrospeicher
US8418726B2 (en) 2007-01-25 2013-04-16 Hydac Technology Gmbh Pressure tank, in particular hydraulic accumulator
EP2417361A4 (de) * 2009-04-06 2014-12-10 Univ Vanderbilt Elastischer akkumulator von hoher energiedichte und verwendungsverfahren dafür
WO2022152593A1 (de) * 2021-01-14 2022-07-21 Hydac Technology Gmbh Hydrospeicher
US20240318669A1 (en) * 2021-01-14 2024-09-26 Hydac Technology Gmbh Hydraulic Accumulator

Also Published As

Publication number Publication date
ATE274142T1 (de) 2004-09-15
DE10112976A1 (de) 2002-10-02
US20040065374A1 (en) 2004-04-08
DE50200872D1 (de) 2004-09-23
EP1370772B1 (de) 2004-08-18
JP4122229B2 (ja) 2008-07-23
US6901965B2 (en) 2005-06-07
EP1370772A1 (de) 2003-12-17
JP2004522088A (ja) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1370772B1 (de) Hydropneumatischer druckspeicher
DE60030012T2 (de) Leichterer Notlaufring für Luftreifen
AT394896B (de) Rohrkupplung
EP2430318B1 (de) Hydrospeicher
DE202005008665U1 (de) Elastische Schlaufe, insbesondere zur Aufhängung der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
DE2318700A1 (de) Abdichtung fuer trennfugen und dgl
DE2421052C3 (de) Endloser Treibriemen
WO2001061104A1 (de) Sieb für fasersuspensionen sowie verfahren zu seiner herstellung
DE102015220419A1 (de) Tilgersystem mit Führungsbahnen und Verfahren zur Auslegung von Führungsbahnen an einem Tilgersystem
EP2162648A1 (de) Kolbenring für den kolben eines verbrennungsmotors
EP1835199A2 (de) Federbeinrohr aus flexibel gewalztem Blech
DE2616235C3 (de) Sicherheitselement
EP2090801A1 (de) Luftfeder-Rollbalg
EP1061293B1 (de) Strukturausrichtung von Membranen
DE2423898A1 (de) Sicherungsring
DE2502673B2 (de) Unterdrucksteuerelement
DE112014004205T5 (de) Staubabdeckung
DE2329038A1 (de) Druckfeder aus elastomerem material
DE10007153A1 (de) Luftfeder mit einem Rollbalg
DE102014215025A1 (de) Luftfeder sowie Schienenfahrzeug mit einer Luftfeder
DE2507522C2 (de) Sicherungsring
DE3243774A1 (de) Pneumatisches arbeitselement mit membrankolben
DE3311853A1 (de) Luftfeder
DE102017113649A1 (de) Drahtkäfig
DE2939161A1 (de) Kraftfahrzeugreifen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002702406

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10468267

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002573537

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002702406

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2002702406

Country of ref document: EP