DE1927711C - Hydropneumatischer Druckspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydro- F i g, 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Auspneumatischen Druckspeicher mit einem äußeren führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druck-Flüssigkeitsbehälter, der im Bereich der einen Stirn- Speichers,

seite einen mit einem Ventilsitz versehenen Flüssig- F i g. 2 einen Schnitt durch ein zweites Auskeitseinlaß aufweist, ferner mit einer im Flüssigkeits- 5 führungsbeispiel;

behälter angeordneten, im Bereich der anderen Stirn- F i g, 3 und 4 zeigen Teilschnitte durch weitere

seite des Behälters befestigten und mit einem Gas- Ausführungen.

einlaß versehenen, aus elastischem Material be- In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer hydro-

stehenden Gasblase, die an ihrem dem Ventilsitz pneumatischer Druckspeicher (Energiespeicher oder zugekehrten beweglichen Ende einen Ventilkörper io Stoßdämpfer) dargestellt. Ein Flüssigkeitsbehälter 1 trägt und durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung ist aus steifem Material, beispielsweise Stahl, herrelativ zum Flüssigkeitsbehälter geführt ist. gestellt, das eine ausreichende Druckfestigkeit hat.

Bei einem bekannten hydropneumatischen Druck- In diesem Behälter 1 ist eine elastische Gasblase 2 speicher der vorstehend genannten Art befindet sich aus Gummi oder einem anderen elastischen Material im Führungszylinder eine Feder, die sich anfänglich 15 angeordnet. Im Raum zwischen dem Behälter 1 und der Expansißi. der Gasblase widersetzt. Ist bei voll der Gasblase 2 herrscht der Flüssigkeitsdruck. Arn expandierter Uasblase das Ventil geschlossen, so ist oberen Ende des Behälters 1 ist ein Gasventil 3 vordie Feder komprimiert; sie übt infolgedessen auf die gesehen, das über den Behälter vorsteht und durch an den Zylinder anschließende elastische Wand der das Gas in die Blase 2 hineingedrückt wird. Das Gasblase eine Scherbeanspruchung aus, die zu einem ao Ventil 3 wird von einer Kappe 4 abgedeckt, die als verhältnismäßig raschen Verschleiß des Materials an Staubschutz dient. Der Behälter 1 weist im unteren dieser kritischen Stelle führt. Teil einen Flüssigkeitskanal S auf durch den Flüssig-

Fällt bei der bekannten Ausführung der Gasdruck keit in den Behälter 1 eintritt und aus ihm austritt, in der Gasblase weg, so unterstützt die komprimierte Am inneren Umfang des Kanals 5 ist ein Ventil-

Druckfeder die Kontraktion der Gasblase. Das Ventil 35 sitz 6 vorgesehen. Durch sein Zentrum geht eine hebt sich infolgedessen nahezu schlagartig vom Stange 7, deren unteres Ende mit einem Ansatz 6" Ventilsitz ab, während der unterste Bereich der verbunden ist, der von einer Anzahl von Armen 6' Außenwand der GasbLse no-h an der Innenwand getragen wird, die zum Ventilsitz 6 hin verlaufen,
des Flüssigkeitsbehäiters anliegt. Dadurch kommt es Die Blase 2 weist an ihrem unteren Ende ein

zu einer äußerst unerwünschte,! Reibungs-Abwälz- 30 Ventil 8 auf, das durch Zusammenwirken mit dem bewegung zwischen dem untersten Teil der Gas- Ventilsitz 6 den Flüssigkeitskanal 5 freigibt oder blasenwand und der Innenwand des Flüssigkeits- schließt. Das Ventil 8 hat einen zylindrischen Teil 9, behälters, was starken Verschleiß mit sich bringt. der in die Blase 2 hineinragt. In diesem zylindrischen

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Teil 9 ist ein Kolben 10 gefObrt, und zwar mit so unter Vermeidung dieser Mängel einen hydro- 35 losem Spiel, daß zwischen der Innenwand des zylinpneumatischen Druckspeicher der eingangs ge- drischen Teils 9 und der Außenwand des Kolbens 10 nannten Art dahin weiterzuentwickeln, daß sowohl ein Spalt 11 vorhanden ist. Der Kolben 10 ist mit beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils dem oberen Ende der Stange 7 starr verbunden; die eine Dämpfungswirkung vorhanden ist, wobei jedoch Stange ist in einer öffnung 8' im Zentrum des die Gasblase im Schließzustand des Ventils keinen 40 Ventils 8 geführt, wobei auch hier ein Spalt 12 zwizusätzlichcn Beanspruchungen durch die Dämpfungs- sehen der Stange 7 und dem Ventil 8 vorhanden ist. einrichtung (insbesondere keinen Scherbeanspruchun- Die Kammer 9' oberhalb des Kolbens 10 und die

gen) ausgesetzt sein soll. . Kammer 9" unterhalb des Kolbens 10 sind über die

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Spalte 11 bzw. 12 mit Flüssigkeit aus dem Behälter löst, daß die Zylinder-Kolben-Führungsanordnung 45 gefüllt.

(z. B. 9,10) zugleich als ein in beiden Bewegungs- Wenn Flüssigkeit durch den Kanal 5 in den Berichtungen wirksamer hydraulischer Dämpfer ausge- hälter 1 gedrückt wird, so wird die Gasblase 2 bildet ist. nach innen zusammengedrückt. Strömt andererseits

Die Bewegung des Ventilkörpers wird dadurch Flüssigkeit durch den Kanal S in den äußeren (nicht nicht nur beim Schließen, sondern auch beim öffnen so dargestellten) Strömungskreis ab, so dehnt sich das des Ventils in erwünschter Weise gedämpft. Dadurch Gas in der Blase 2 au.., wodurch sich das Ventil 8 in wird erreicht, daß sich bei der Ausdehnung der Blase Richtung auf den Ventilsitz 6 bewegt. In diesem zunächst die Blasenwand an die Innenwand des Be- Falle wird das Volumen der Kammer 9' des zylinhälters anleg; (so daß die Flüssigkeit vollständig aus drischen Teils 9 immer mehr verkleinert, während dem Beh&lter verdrängt wird), daß sich jedoch as sich das Volumen der Kammer 9" vergrößert, Da andererseits bei Beginn der Kontraktion der Blase die Stange 7 die Kammer 9" durchsetzt, Ändert sich zunächst der untere Bereich der Blasenwand von der bei einer solchen Bewegung das Volumen der Behalterinnenwand abhebt, ehe sich der Ventilkörper Kammer 9' starker als das der Kammer 9". Die in allzuweit vom Ventilsitz entfernt; dadurch wird die un- der oberen Kammer 9' enthaltene Flüssigkeit wird erwünschte Rcibungs-Abwälzbewegung zwischen der 60 durch den Spalt 11 in die untere Kammer 9" veröl ssen wand und der Behältcrinnenwand vermieden. drängt; überschüssige Flüssigkeit strömt aus der

Im geschlossenen Zustand de« Ventils ist der Kammer 9" durch den Spalt 12 in den Behälter ab. hydraulische Dumpfer bei der erfindungsgomäßen Durch geeignete Wahl der Größe der Spalteil Ausführung praktisch wirkungslos; die ausblase und 12 kann man die Ausdelinungsgeschwlndlgkeit unterliegt infolgedessen keinen unerwünschten Scher· *s in Längsrichtung der Blase 2 stärker ab die Ex· beanspruchuneen. pansionigeschwlntflgkelt In radialer Richtung der

tiinige Ausfiihrungsbeispiclc der Erfindung sind in Blase verzögern, der Zeichnung veranschaulicht, fts zeigt Die Oasblase 2 dehnt sich infolgedessen stärker in

radialer Richtung als in Längsrichtung, ehe das Ventile den Ventilsitz6 berührt; auf diese Weise wird erreicht, daß im Zylinder 1 keine Flüssigkeit eingeschlossen bleibt. Es können ferner auch keine harten Schläge des Ventils 8 gegen den Ventilsitz 6 und hierdurch bedingte Beschädigungen auftreten.

Da die Blase 2 über die Kolben-Zylinder-Führungsanordnung 7, 9,10 mit dem Ventilsitz 6 axial beweglich verbunden ist, wird der Auftrieb der Blase 2 gebremst (was bei den frei beweglichen Enden üblicher Blasen nicht der Fall ist).

Die Blase wird somit in der dargestellten Lage gehalten und kann infolgedessen durch eine unregelmäßige Verformung keine Beschädigung erfahren. Dies gilt auch dann, wenn der Behälter 1 aus räumliehen Gründen in umgekehrter Lage gegenüber F i g. 1 oder horizontal angeordnet werden muß.

In F i g. 2 ist ein anderer Behälter 21 veranschaulicht, dessen oberes Ende eine weite Öffnung aufweist. Die im Behälter angeordnete Blase 22 hat einen oberen Flansch 23, der zwischen den oberen Rand des Behälters 21 und einen Deckel 24 eingefügt ist. Im Deckel 24 ist ein Gasventil 25 angeordnet, durch das Gas in die Blase 22 hineingepreßt wird; das Ventil wird durch eine Kappe 24 gegen as Staub geschützt.

Der Behälter 21 weist einen Kanal 36 auf, durch den Flüssigkeit eingeführt wird. In einem Teil des inneren Umfanges dieses Kanals 36 ist ein Ventilsitz 30 angeordnet. Darin befindet sich ein Zylinder 27, der sich nach unten erstreckt und von Armen 30' getragen wird, die zum Ventilsitz 30 hin verlaufen.

Im Zylinder 27 ist ein Kolben 28 mit Spiel 29 geführt. Am oberen Ende des Zylinders 27 ist ein Führungsloch 31 vorgesehen. Zwischen der Innenwand des Führungsloches 31 und einer Stange 33 ist ein Spalt 34 vorhanden. Am unteren Ende des Zylinders 27 ist eine kleine öffnung 35 vorgesehen. Am unteren Ende der Gasblase 22 ist ein Ventil 32 angebracht, das mit dem Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Die genannte Stange 33 ragt vom Zentrum des Ventils 32 aus nach unten und trägt den Kolben 28.

Wenn sich bei dieser Ausführung die Gasblase 22 in Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht, bewegt sich der Kolben 28 nach unten oder oben, wodurch Flüssigkeit unterhalb bzw. oberhalb des Kolbens 28 verdrängt wird und durch die Spalte 29, 34 bzw. die öffnung 35 abfließt; der dabei auftretende Strömungswiderstand wirkt damit der Bewegung der Gasblase 22 in einem gewissen Maße so entgegen.

Die Ausführung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von der in F i g. 1 darin, d?ß die Stange 7 in ihrem unteren Bereich einen Teil T von größerem Durchmesser autweist· Wenn sich bei dieser Ausführung die Oasblase 2 von der dargestellten Lage in die strichpunktiert' veranschaulichte Lage ausdehnt, so strömt Flüssigkeit aus der oberen Zyllnderkammer 9' durch den Spalt 11 in die untere Zylinderkammer 9" ab und tritt weiter durch den Spalt 12 in den Flüssigkeitsbehälter 1 aus.

Bewegt sich die Gasblase 2 in die strichpunktiert veranschaulichte Lage, so verringert sich der Spalt 12, wodurch sich der Strömungswiderstand der Flüssigkeit vergrößert und die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase?, verkleinert.

Nimmt man an, daß die Spalteil und 12 ausreichend groß sind, so stellen sie normalerweise für die Expansion und Kontraktion der Blase 2 kein wesentliches Hindernis dar. Erst gegen Ende der Ausdehnung der Blase tritt ein merklicher Widerstand auf.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 4 ist der in F i g. 2 dargestellten ähnlich; der Zylinder 27 hat jedoch einen Teil 27' von Weherem Durchmesser, so daß hier eine Änderung in dir Größe des zwischen dem Kolben 28 und der Wand aes Zylinders vorhandenen Spaltes 29 auftritt. Während der Ausdehnung der Gasblase 22 ist der Spalt 29 zunächst verhältnismäßig groß, bis der Kolben 28 in die strichpunktiert dargestellte Lage kommt. Von hier an ist der Spalt wesentlich enger, so daß die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase wesentlich verkleinert wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatischer Druckspeicher mit einem äußeren Flüssigkeitsbehälter, der im Bereich der einen Stirnseite einen mit einem Ventilsitz versehenen Flüssigkeitseinlaß aufweist, ferner mit einer im Flüssigkeitsbehälter angeordneten, im Bereich der anderen Stirnseite des Behälters befestigten und mit einem Gaseinlaß versehenen, aus elastischem Material bestehenden Gasblase, die an ihrem dem Ventilsitz zugekehrten beweglichen Ende einen Ventilkörper trägt und durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung relativ zum Flüssigkeitsbehälter geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Führungsanordnung (z. B. 9,10) zugleich als ein in beiden Bewegungsrichtungen wirksamer hydraulischer Dämpfer ausgebildet ist.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (9) mit der Gasblase (2) und der Kolben (10) mit dem Flüssigkeitsbehälter (1) verbunden ist.

3. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) mit der Gasblase (22) und der Zylinder (27) mit dem Flüssigkeitsbehälter (21) verbunden ist.

4. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (27) einen gegen Ende der Expansion der Gasblase (22) wirksam werdenden Bohrungsteil (27) aufweist, dessen Innendurchmesser klafoet als der des Übrigen Bohrungsteils des Zylinder» ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen