DE3142390C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher mit einem starren Gehäuse aus zwei Teilen, die durch eine Schweiß­ naht miteinander verbunden sind, bei dem in beiden Ge­ häuseteilen Einfüllöffnungen vorgesehen sind, bei dem an der Gehäuseinnenwand ein die Schweißnaht überdeckendes, ringförmiges Halteorgan mit einer Vorrichtung zur Ab­ weisung von Schweißgut angeordnet ist und bei dem zwischen dem Halteorgan und der Gehäuseinnenwand eine das Gehäuse in zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilende Membran eingespannt ist.

Ein Druckspeicher mit den vorstehenden Merkmalen ist bei­ spielsweise durch die DE-OS 23 25 844 bekanntgeworden. Der bekannte Druckspeicher weist ein zweiteiliges, rota­ tionssymmetrisches Gehäuse auf, dessen Ober- und Unterteil durch Verschweißung miteinander verbunden sind. An der Innenwand des Gehäuses ist im Bereich der Schweißnaht ein Haltering angeordnet. Der Haltering ist an seinem unteren Ende derart von der Innenwand abgebogen, daß er das Ende einer das Gehäuse in zwei Kammern unterteilenden Membran umgreift und im Zusammenwirken mit einer Ringnut im Ge­ häuseunterteil festhält.

Das obere Ende des Halterings ist in ähnlicher Weise abge­ bogen und dient zur Lagerung eines Dichtringes. Der Halte­ ring ist in seinem der Schweißnaht gegenüberliegenden Be­ reich nach innen eingebogen und mit einer Schicht versehen, die bei der Schweißung eventuell eintretendes Schweißgut abweist und den Haltering vor thermischer Überbean­ spruchung schützt.

Durch diese Anordnung wird zwischen dem Haltering, der Gehäusewand, dem eingespannten Ende der Membran und dem Dichtring ein Spalt gebildet, der sich stets mit einer relativ großen Zeitkonstanten dem Druck in den beiden Kammern angleicht.

Geht man von einem Zustand aus, in dem über längere Zeit hoher Druck im Speicher geherrscht hat und der Druck im Spalt einen entsprechenden Wert erreicht hat und nimmt eine relativ starke Entleerung des Speichers an, so stellt sich unter Umständen eine hohe Druckdifferenz zwischen dem Spalt und der die Druckflüssigkeit aufnehmenden Kammer ein. Der in dem Spalt herrschenden Druck ist demnach be­ strebt, das eingespannte Ende der Membran aus seiner Halterung zu drücken, wodurch der Druckspeicher vollkommen funktionsuntüchtig werden würde.

Aus der DE-PS 21 09 238 ist eine Membraneinspannung be­ kannt, welche eine Öffnung aufweist, die die Druckmittel­ kammer mit einer der Schweißnaht gegenüberliegenden Ringnut verbindet, jedoch führt von dieser Ringnut keine Verbindung zum eingespannten Membranende. Die Öffnung dient hierbei der Wärmeableitung von der Schweißnaht.

Aus der GB-11 50 570 ist zwar der Einbau von Filterele­ menten im Druckspeicher bekannt, jedoch dient der Filter in diesem Falle nicht dem Rückhalten von Schweißgut, sondern allgemein der Reinigung des im Kreislauf befind­ lichen Fluids.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckspeicher der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen eingespanntes Membranende von Druckdifferenzen bei plötzlicher starker Entleerung freigehalten und sicher ge­ lagert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausge­ staltung wird erreicht, daß die Druckdifferenz am einge­ spannten Ende der Membran in jedem Betriebszustand Null ist und somit keine Druckkräfte auf die Membran ausgeübt werden, die zu einem Ausbrechen des Membranendes aus der Halterung führen könnten.

Dadurch, daß das Halteorgan mit einer der Schweißnaht gegenüberliegenden Ringnut versehen ist, ist außerdem auf einfache und vorteilhafte Weise sichergestellt, daß thermische Überschußenergie nicht direkt auf das Halte­ organ einwirkt und dort Beschädigungen hervorruft.

Vielmehr kann sich die in den durch die Ringnut und die Gehäuseinnenwand gebildeten Ringraum eindringende thermische Überschußenergie verteilen. Zudem wird sie durch die in den Ringraum mündenden Druckmitteldurchlässe in die durch Öldruck beaufschlagbare Kammer abgeführt.

Während des Schweißvorgangs dringt nicht nur thermische Überschußenergie, sondern auch sogenanntes Schweißgut (abgeschmolzene Metallpartikel, Schlacke) in die Ringnut ein. Um zu verhindern, daß derartiges Schweißgut durch die in die Ringnut mündenden Druckmitteldurchlässe entweicht und auf diese Weise das Drucköl nicht unerheblich mit Ver­ unreinigungen anreichert, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zumindest die Druckmitteldurchlässe zu der mit Öldruck beaufschlagbaren Kammer eine Filterwirkung besitzen. Dadurch wird das Hydrauliköl von Schweißrückständen freigehalten.

Zur Realisierung der Filtereigenschaft kann einerseits ein Filtersieb eingesetzt werden, das beispielsweise als in sich geschlossener, in die Ringnut eingesetzter Filterring ausgebildet sein kann. Vorteilhaft ist ferner, die Druck­ mitteldurchlässe labyrinthartig zu der mit Öldruck beauf­ schlagbaren Kammer zu führen. Durch diese Maßnahmen läßt sich die Filterwirkung unter Wegfall eines separaten Filters allein durch geeignete Formgebung des Halteorgans realisieren. Dadurch wird unmittelbar eine Kostenein­ sparung erzielt. Außerdem vermindert sich durch den Weg­ fall eines Bauteiles das Speichergewicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Druckspeicher im Schnitt,

Fig. 2 und Fig. 3 Teilschnittzeichnungen des Druckspeichers im Bereich der Schweißnaht und

Fig. 4 die Vorderansicht eines Halteorgans.

Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit 1 ein aus einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3 bestehendes Speichergehäuse bezeichnet, bei dem die Gehäuseteile 2, 3 durch eine Schweiß­ naht 4 miteinander verbunden sind. Das Gehäuseoberteil 2 ist mit einer Füllöffnung 5 versehen, durch die der Druck­ speicher mit Gas, beispielsweise Stickstoff, gefüllt ist und durch ein Verschlußelement 6 gasdicht verschließbar ist. Gegenüber der Füllöffnung 6 befindet sich am Gehäuseunter­ teil 3 eine weitere Füllöffnung 7, durch die dem Druck­ speicher Hydrauliköl zuführbar ist. Die Füllöffnung 7 steht mit einem Anschlußstutzen 8 zum Anschluß des Druck­ speichers an eine Hydraulikanlage in Verbindung. Die Ver­ bindung zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Anschluß­ stutzen 8 ist beispielsweise durch eine weitere Schweiß­ naht 9 hergestellt.

Im Inneren des Speichergehäuses 1 ist ein die Schweißnaht 4 überdeckendes, ringförmiges Halteorgan 10 eingesetzt, das in dem der Schweißnaht 4 gegenüberliegenden Bereich mit einer umlaufenden Ringnut 11 versehen ist. Das Halte­ organ 10 ist durch Vorsprünge 12 teilweise am Gehäuseober­ teil 2 abgestützt, während Vorsprünge 13 zu einer Abstützung des Halteorgans 10 am Gehäuseunterteil 3 führen. Da das Halteorgan 10 beiderseits der Ringnut 11 nur teilweise am Speichergehäuse 1 anliegt, werden von der Ringnut 11 ausgehende Druckmitteldurchlässe 14, 15 gebildet.

Das in das Gehäuseoberteil 2 hineinragende Ende des Halte­ organs 10 weist eine Ringschulter 16 auf, die mit dem Speichergehäuse 1 einen Ringspalt 17 bildet, wobei die Breite des Ringspaltes 17 veränderlich ist und sich zum Ende der Ringschulter 16 verengt. In diesem Ringspalt 17 ist das mit einem Ringwulst 18 versehene Ende einer elastischen Membran 19 gehalten. Die Membran 19 teilt das Innere des Speichergehäuses 1 in zwei Kammern 20, 21 ver­ änderlichen Volumens auf, von denen die eine Kammer 20 mit Gas füllbar ist und die andere Kammer 21 mit einem hydraulischen Druck beaufschlagbar ist. Für eine sichere gegenseitige Abdichtung der Kammern 20, 21 sorgt der Ring­ wulst 18, der sich im montierten Zustand unter elastischer Verformung am Gehäuseoberteil 2 und an der Ringschulter 16 des Halteorgans 10 abstützt.

Die Vorsprünge 12, 13 liegen nach dem Zusammenbau des Druck­ speichers in Ringnuten 22, 23, so daß das Halteorgan 10 gegen axiale Verlagerungen gesichert ist und das Gehäuse­ oberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 bereits vor Auf­ bringen der Schweißnaht 4 in eine eindeutige Position zu­ einander gebracht sind.

Die vorstehende Beschreibung verdeutlicht, daß der Ring­ wulst 18 der Membran 19 mit dem Halteorgan 10 und dem Gehäuseoberteil 2 nach der Montage einen Ringraum 24 bildet, der über die Druckmitteldurchlässe 14, 15 ständig eine Verbindung mit der durch Öldruck beaufschlagbaren Kammer 21 des Druckspeichers besitzt. Der Druck im Ring­ raum 24 entspricht also stets dem Druck in der Kammer 21. Während des Betriebs entsprechen aber auch die Drücke in den Kammern 20, 21 einander, so daß die Druckdifferenz an dem Ringwulst 18 des Halteorgans 10 in jedem Fall Null ist.

Beim Verschweißen von Gehäuseoberteil 2 und Gehäuseunterteil 3 dringen stets Verunreinigungen in das Innere des Speicher­ gehäuses 1 ein, die daran gehindert werden müssen, in die Kammer 21 und in die angeschlossene Hydraulikanlage zu ge­ langen. Derartige Verunreinigungen (abgeschmolzene Metall­ partikel, Schlacke) gelangen selbst unter Anwendung des Elektronenstrahlschweißens oder des Laserstrahlschweißens, bei denen die Schweißtiefe sehr genau einstellbar ist, in die Ringnut 11. Um das Abwandern der Verun­ reinigungen zur Kammer 21 zu verhindern, ist den Druck­ mitteldurchlässen 15 zwischen der Ringnut 11 und der Kammer 21 eine Filterwirkung zugeordnet.

Eine erste Möglichkeit zur Realisierung der Filterwirkung zeigt Fig. 2, in der ein vergrößerter Ausschnitt des Druckspeichers im Bereich der Schweißnaht 4 dargestellt ist. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ist gegenüber Fig. 1 insofern abgewandelt, als in die Ringnut 11 ein Filter­ ring 25 eingesetzt ist. Ferner liegt das in der Darstellung untere Ende des Halteorgans 10 über den ganzen Umfang am Gehäuseunterteil 3 an. Um dennoch einen Druckausgleich zwischen dem Ringraum 24 und der Kammer 21 zu schaffen, führen von der Ringnut 11 auf dem Umfang des Halteorgans 10 verteilte Druckmitteldurchlässe 26 in die Kammer 21.

Auf diese Weise ist ein ständiger Druckausgleich zwischen dem Ringraum 24 und der Kammer 21 sichergestellt, doch werden beim Verschweißen eingedrungene Verunreinigungen vom Filterring 25 aufgefangen bzw. daran gehindert, in die Kammer 21 abzuwandern und von dort in die am Druckspeicher angeschlossene Hydraulikanlage einzudringen. Der Filter­ ring 25 besteht beispielsweise aus einem Drahtgeflecht oder aus porösem Sintermaterial und ist hitzebeständig, so daß er neben der Ausfilterung von Verunreinigungen auch die Aufgabe erfüllt, die beim Schweißvorgang in das Innere des Ge­ häuses 1 eindringende thermische Überschußenergie aufzufangen und zu verteilen. Auf diese Weise werden thermische Be­ schädigungen des Halteorgans 10, das vorzugsweise aus Kunst­ stoff mit entsprechenden Festigkeitswerten hergestellt ist, vermieden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine andere Möglichkeit zur Erzielung der Filterwirkung angedeutet. Der mit dem Gehäuseunterteil 3 in Kontakt tretende Teil des Halteorgans 10 weist zwei Umfangser­ hebungen 27, 28 auf, zwischen denen eine umlaufende Ver­ tiefung 29 gebildet ist. Nach Art einer Labyrinthdichtung weist die Umfangserhebung 27 einen Durchgang 30 zwischen den Ringnuten 11, 9 und die Umfangserhebung 28 einen vorzugs­ weise um 180° versetzt angeordneten Durchgang zwischen der Ringnut 29 und der mit Hydrauliköl befüllbaren Kammer 21 auf. Dies ist aus Fig. 4 besser ersichtlich. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Filterring 25 nach Fig. 2 fortgefallen. Um das Halteorgan 10 dennoch vor thermischen Beschädigungen zu schützen, ist in die Ring­ nut 11 ein Bandkörper 32 aus einem hitzebeständigen Werk­ stoff eingelegt.

Das Gehäuseoberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 sind im Bereich der Schweißnaht 4 mit nach außen gerichteten Ringschultern 33, 34 versehen, wodurch sich die Kontakt­ fläche zwischen den Teilen 2, 3 vergrößert und ein ent­ sprechender Stabilitätsgewinn erzielt wird.

Claims (4)

1. Druckspeicher mit einem starren Gehäuse aus zwei Teilen, die durch eine Schweißnaht miteinander ver­ bunden sind, bei dem in beiden Gehäuseteilen Einfüll­ öffnungen vorgesehen sind, bei dem an der Gehäuse­ innenwand ein die Schweißnaht überdeckendes, ring­ förmiges Halteorgan mit einer Vorrichtung zur Ab­ weisung von Schweißgut angeordnet ist und bei dem zwischen Halteorgan und der Gehäuseinnenwand eine das Gehäuse in zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilende Membran eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß über Druckmitteldurchlässe (14, 15, 26) eine Verbindung zwischen der durch Öldruck beaufschlagbaren Kammer (21) und dem eingespannten Ende der Membran (19) her­ gestellt ist, wobei das Halteorgan (10) zwischen einer der Schweißnaht (4) gegenüberliegenden Ringnut (11) und dem eingespannten Ende der Membran (19) mit sich am Gehäuse (1) radial abstützenden Vorsprüngen (12, 13) versehen ist, zwischen denen die Druckmitteldurchlässe (14, 15, 26) gebildet sind und die sich axial an Ringnuten (22, 23) des Gehäuses (1) abstützen.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Druckmitteldurchlässe (26) ein Filtersieb eingesetzt ist.

3. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Ringnut (11) ein in sich geschlossener Filterring (25) angeordnet ist.

4. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckmitteldurchlässe (15) labyrinthartig von der Ringnut (11) zur Kammer (21) geführt sind.