DE4131524A1 - Membranspeicher mit befestigungsring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher mit einer in einem Gehäuse angeordneten Trennwand, die in dem Gehäuse einen Flüssigkeitsraum von einem Gasraum trennt und die mittels eines Halteteiles gehalten ist, das mit einem Verbindungsteil in Verbindung steht.

Ein dahingehender Hydrospeicher ist durch die DE-OS 34 04 897 bekannt. Bei diesem bekannten Hydrospeicher ist das Halteteil und das Verbindungsteil ringförmig ausgebildet, wobei das die Trennwand haltende Halteteil unter Bildung eines Preß­ sitzes mit einer konisch ausgebildeten Wand des Gehäuses in dieses eingesetzt ist und mit seiner dem Gasraum zuge­ kehrten Seite in Anlage mit dem Verbindungsteil ist, das mittels eines Elektronenstrahlschweißverfahrens mit dem Ge­ häuse fest verbunden ist. Der durch die Konizität der Ge­ häusewand mitverursachte Preßsitz ist notwendig, um eine Bewegung des Halteteiles mit Trennwand zum Flüssigkeitsraum hin zu vermeiden, sofern der Gasraum eine entsprechende un­ ter Druck stehende Gasmenge aufweist. Zur Gasseite hin ist das Halteteil mittels des mit ihm in Anlage befindlichen Verbindungsteiles in seiner Lage gehalten. Trotz dieser Art der Fixierung des Halteteiles innerhalb des Gehäuses kann sich dieses längs der konischen Wandung in Richtung auf den Flüssigkeitsraum verschieben, und die Trennwand kann hierbei freigegeben werden, was den Hydrospeicher unbrauchbar werden läßt. Ferner ist das Einpressen des Halteteiles in das Gehäuse schwierig durchzuführen und aufgrund der für das Einpressen notwendigen Vorrichtungen teuer.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrospeicher zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und bei dem mit Sicherheit erreicht ist, daß die Trennwand in jedem Betriebszustand des Hydrospeichers sicher von dem Halteteil gehalten wird. Diese Aufgabe löst ein Hydrospeicher mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Hydrospeicher zum Herstellen der Verbindung zwischen dem Halteteil und dem Verbindungsteil das Halteteil das Verbindungsteil zumindest teilweise umgreift, ist in jedem Betriebszustand des Hydro­ speichers das Halteteil über das Verbindungsteil in seiner Lage festgehalten und kann weder eine Bewegung zum Gasraum noch zum Flüssigkeitsraum hin durchführen, so daß auch die Trennwand ihre Lage innerhalb des Halteteiles beibehält und sich nicht von dem Halteteil trennt. Dank der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Gehäusewand auch an der Stelle des Halte­ teiles zylindrisch ausgebildet sein und das Halteteil mit Trennwand läßt sich lose in das Gehäuse einsetzen, was beides mit dazu beiträgt, daß die Herstellkosten für einen Hydro­ speicher weiter senkbar sind.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Hydrospeicher das Halteteil und das Verbindungsteil ringförmig ausgebil­ det.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers ist das Halteteil aus Kunststoff und das Ver­ bindungsteil aus Stahl gebildet, wobei das Kunststoff-Hal­ teteil Teile der Trennwand gasdicht gegen das Gehäuse preßt. Die bisher aus Stahl gefertigten Halteteile in Form von Spann­ ringen sind zum einen aufwendig und teuer in der Herstellung und zum anderen sind sie auch nicht immer in der Lage, sich den oft nicht ganz rund gearbeiteten Gehäuseteilen des Ge­ häuses anzupassen, was zu Undichtigkeiten führt. Dies ist bei der Verwendung eines Halteteiles aus Kunststoff vermie­ den.

In der DE-OS 34 04 897 ist ein Kunststoffspannring aus einem glasfaserverstärkten Polyamid 66 (Polyhexamethylenadipinamid) mit einem Glasfaseranteil von 45 bis 55% offenbart. Dieser bekannte Kunststoffspannring eignet sich für tiefe und hohe Betriebstemperaturen des Hydrospeichers im Bereich von etwa 40° C bis + 120°C. Da der thermische Längenausdehnungs­ koeffizient zwischen dem Stahlwerkstoff und dem Polyamid 66 aber etwa 1 : 2 beträgt, kommt es nach wie vor zu Undichtigkei­ ten und einem Versagen des Hydrospeichers, wenn der ange­ sprochene Temperaturbereich verlassen wird. Gemäß der Er­ findung wird daher vorzugsweise für das Halteteil ein Poly­ arylamid mit bis zu 60% Glasfaseranteil eingesetzt, das in etwa den gleichen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten wie Stahl hat. Damit läßt sich die erfindungsgemäße Lösung für jeden Hydrospeicher, unabhängig davon, in welchem Tem­ peraturbereich dieser arbeitet, einsetzen, ohne daß es zu einer die Funktion des Hydrospeichers beeinträchtigenden stark unterschiedlichen Dehnung oder Schrumpfung des Halte­ teiles aus Kunststoff gegenüber dem Gehäuse kommt. Das ein­ setzbare, glasfaserverstärkte Polyarylamid besitzt einen erhöhten E-Modulwert von bis zu 23 000 N/mm², so daß das in einem Spritzgußverfahren herstellbare Kunststoff- Halteteil eine hohe Steifigkeit und Dimensionsstabilität aufweist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das ringförmige Halteteil Einkerbungen und eine Nut für den Ein­ griff mit dem Verbindungsteil auf und hat eine Auskehlung für die Aufnahme des wulstförmigen Randes der Trennwand. Aufgrund dieser Ausgestaltung läßt sich das Halteteil leicht auf das Verbindungsteil aufschnappen und die Trennwand ist sicher durch das Halteteil gehalten.

Vorzugsweise weist das Halteteil an seiner der Trennwand abgekehrten und an seiner dem Gehäuse zugewandten Seite eine Abschrägung auf, die als Montagehilfe dient.

Sofern das Gehäuse ein Widerlager für die Trennwand auf­ weist unterstützt das Gehäuse die sichere Lagefixierung der Trennwand im Halteteil.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers deckt das Verbindungs­ teil im Inneren des Gehäuses die Nahtstelle von zwei im we­ sentlichen das Gehäuse bildenden Schalen ab, die längs der Nahtstelle mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere eines Elektronenstrahlschweißverfahrens miteinander verbind­ bar sind, bei dem gleichzeitig das Verbindungsteil mit dem Gehäuse verbindbar ist. Hierdurch ist der Hydrospeicher kos­ tengünstig herstellbar und das Verbindungsteil und damit auch das Halteteil mit der Trennwand werden sicher in ihrer Position gehalten.

Im folgenden ist der erfindungsgemäße Hydrospeicher anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Hydro­ speicher;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den in Fig. 1 gesehen rechten Rand des Halteteiles.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hydrospeicher handelt es sich um einen sogenannten Membranspeicher mit einer in einem Gehäuse 10 angeordneten Trennwand 12 in Form einer elasti­ schen, walkfähigen Membran. Die Trennwand 12 trennt das Ge­ häuse 10 in seinem Inneren in einen Flüssigkeitsraum 14 und in einen Gasraum 16. Sowohl der Flüssigkeitsraum 14 als auch der Gasraum 16 weisen jeweils einen Anschluß 18 bzw. 20 auf, mittels denen der Hydrospeicher an Rohrleitungen eines Hy­ drauliksystems (nicht dargestellt) anschließbar ist. Ver­ gleichbare Hydrospeicher mit den bisher beschriebenen Merkmalen gehören zum Stand der Technik, so daß im folgenden der Hydro­ speicher nur noch insofern erläutert wird, als es zur Dar­ stellung der Erfindung notwendig ist.

Das Gehäuse 10 besteht in Blickrichtung auf Fig. 1 gesehen, aus einer oberen 22 und aus einer unteren Gehäuseschale 24, die längs einer Nahtstelle 26 aneinander stoßen. Längs dieser Nahtstelle 26 sind die beiden Schalen 22 und 24 zur Bildung des Gehäuses 10 mittels eines Elektronenstrahlschweißver­ fahrens miteinander verbindbar, wobei die Schweißnaht in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 28 wiedergegeben ist.

Im Inneren des Gehäuses 10 ist das Halteteil 30 mit Trenn­ wand 12 sowie das Verbindungsteil 32 angeordnet. Das Ver­ bindungsteil 32 bildet einen Ring aus Stahl aus, dessen Höhe derart bemessen ist, daß mit einem Überstand die Nahtstelle 26 im Inneren des Gehäuses überdeckt ist. Das Halteteil 30 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und weist an seiner dem Verbindungsteil 32 zugekehrten Seite eine Nut 34 (s. Fig. 2) auf, die im wesentlichen im Querschnitt rechteckförmig aus­ gebildet ist und die in den Ecken ihres Nutengrundes zwei im Querschnitt kreisförmige Ausnehmungen 36 zur Erhöhung der Elastizität der einzelnen Komponenten des Halteteiles 30 hat. Die Nut 34 ist derart ausgebildet, daß in ihr der Stahlring 32 ohne weiteres aufnehmbar ist, wobei sich das Halteteil 30 über die Nut 34 auf das Verbindungsteil 32 auf­ schnappen läßt. An seiner dem Gasraum 16 zugekehrten Sei­ te weist das Halteteil 30 durchgehende Ausnehmungen in Form von Einkerbungen 38 auf, die im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet sind und die in gleichen Abständen voneinander längs um das Halteteil 30 herumgeführt sind. Die Tiefe der Einkerbungen 38 ist derart bemessen, daß sie in etwa die Hälfte der Höhe des ringförmigen Halteteiles 30 beträgt. Die Einkerbungen 38 enden in einer fiktiven geraden Linie 39, die das jeweilige Ende dieser Einkerbungen 38 mit der Nut 34 verbindet, und zwar an der Stelle, die den Übergang des Nutbo­ dens zu der Nutseitenwand bildet, die der Auskehlung 40 be­ nachbart zugewandt ist.

Auf seiner dem Flüssigkeitsraum 14 zugekehrten Seite, die der Gehäuseinnenwand zugekehrt ist, hat das Halteteil 30 ei­ ne Auskehlung 40, in die der wulstförmige Rand 42 der Trenn­ membran 12 eingreift. Zur Stützung dieses wulstförmigen Ran­ des 42 und um zu vermeiden, daß unter Beanspruchung die Trenn­ membran 12 aus der Auskehlung 40 gleitet, weist das Halte­ teil 30 an seinem in Fig. 1 gesehen unteren Ende eine Ver­ dickung 44 auf. Auf der der Auskehlung 40 gegenüberliegen­ den Seite ist in derselben Höhe angeordnet längs der Gehäuse­ innenwand ein ringförmiger Absatz 46 vorgesehen, der eine Art Widerlager für die Trennwand 12 bildet. Dank des Absatzes 46 und der Verdickung 44 ist der Rand 42 der Trennmembran 12 von dem ringförmigen Halteteil 30 in seiner randseitigen Lage sicher fixiert. Die Verdickung 44 weist gerundete Über­ gänge auf, entlang denen die Trennwand 12 ohne beschädigt zu werden sich im Betrieb anlegen kann.

Das Halteteil 30 ist aus Kunststoff in Form eines Polyarylamid mit bis zu 60% Glasfaseranteil gebildet und mit einem Spritz­ gußverfahren der üblichen Art herstellbar. An seiner, der Trennwand 12 abgekehrten und an seiner dem Gehäuse 10 zuge­ wandten Seite weist das Halteteil eine ringförmige Abschrägung 48 (s. Fig. 2) auf, die mit der Vertikalen in Fig. 2 gesehen einen spitzen Winkel einschließt. Diese Abschrägung 48 bildet eine Montagehilfe beim Ein- und Ausschnappen des Halteteiles 30 auf das bzw. von dem Verbindungsteil 32. Es kann aber auch ein anderer glasfaserverstärkter Kunststoff zum Einsatz kommen, beispielsweise ein Polyamid mit 40 bis 50% Glasfa­ seranteil. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist mit Si­ cherheit erreicht, daß das Kunststoffhalteteil 30 die Trennwand 12 gasdicht gegen das Gehäuse 10 preßt und damit eine sichere Trennung von Flüssigkeitsraum 14 zu Gasraum 16 erreicht ist. Im Bereich des Halteteiles 30 ist die Innenwand des Gehäuses 10 zylindrisch ausgebildet.

Zum Herstellen des Hydrospeichers gemäß Fig. 1 läßt sich die Trennwand 12 zusammen mit dem Halteteil 30 und dem Ver­ bindungsteil 32 lose in das Innere des Gehäuses 10 einlegen. Dank des Absatzes 46 in der Gehäusewand bleiben diese Teile in ihrer in der Fig. 1 gezeigten Lage beim Zusammenbau, wo­ bei nach Zusammenfügen der beiden Schalen 22 und 24 und dem anschließenden Elektronenstrahlschweißen längs der Nahtstelle 26 der Verbindungsteil 32 mit dem Gehäuse 10 fest verschweißt ist. Die Erfindung kann auch für andere Hydrospeicher ver­ wendet werden, beispielsweise für einen Blasenspeicher.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (8)

1. Hydrospeicher mit einer in einem Gehäuse (10) angeordneten Trennwand (12), die in dem Gehäuse (10) einen Flüssig­ keitsraum (14) von einem Gasraum (16) trennt und die mittels eines Halteteiles (30) gehalten ist, das mit einem Ver­ bindungsteil (32) in Verbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Herstellen der Verbindung das Halte­ teil (30) das Verbindungsteil (32) zumindest teilweise umgreift.

2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (30) und das Verbindungsteil (32) ring­ förmig ausgebildet sind.

3. Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteteil (30) aus Kunststoff und das Ver­ bindungsteil (32) aus Stahl gebildet ist und daß das Kunst­ stoff-Halteteil (30) Teile der Trennwand (12) gasdicht gegen das Gehäuse (10) preßt.

4. Hydrospeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff glasfaserverstärkt ist, insbesondere ein Polyamid mit 40 bis 50% Glasfaseranteil, vorzugsweise ein Polyarylamid mit bis zu 60% Glasfaseranteil ist.

5. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Halteteil (30) Ein­ kerbungen (38) und eine Nut (34) für den Eingriff mit dem Verbindungsteil (32) aufweist sowie eine Auskehlung (40) für die Aufnahme des wulstförmigen Randes (42) der Trennwand (12) hat.

6. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (30) an seiner der Trenn­ wand (12) abgekehrten und an seiner dem Gehäuse (10) zu­ gewandten Seite eine Abschrägung (48) aufweist.

7. Hydrospeicher näch einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) ein Widerlager für die Trennwand (12) aufweist.

8. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (32) im Inneren des Gehäuses (10) die Nahtstelle (26) von zwei im wesent­ lichen das Gehäuse (10) bildenden Schalen (22, 24) abdeckt, die längs der Nahtstelle (26) mittels eines Schweißver­ fahrens, insbesondere eines Elektronenstrahlschweißverfah­ rens, miteinander verbindbar sind, bei dem gleichzeitig das Verbindungsteil (32) mit dem Gehäuse (10) verbindbar ist.