Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC ACCUMULATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/088872
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic accumulator, in particular a pulsation damper, comprising a metal bellows (25), which forms a movable separating element between a gas side (23) and a fluid side (27) in a housing (1) and has an end element in the form of a disk (35) at a movable end (33) of the bellows, which disk performs stroke motions in the housing (1) when the bellows (25) is extended and compressed, the housing (1) having a limiting element (39) for limiting the stroke motion of the disk (35) when the bellows (25) is compressed, on which limiting element at least one contact surface is located, which the disk (35) approaches with the inside (43) of the disk facing the interior of the bellows (25), and each contact surface forming a cushion that dampens the contact of the disk (35), wherein said accumulator is characterized in that the disk (35) has at least one annular rib (41) that protrudes from the inside (43) and that is concentric to an annular element (45) on the limiting element (39), the annular element being made of a pliable plastic and forming the damping cushion when the annular rib (41) comes in contact.

Inventors:
RUPP GERNOT (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/007566
Publication Date:
July 28, 2011
Filing Date:
December 11, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HYDAC TECHNOLOGY GMBH (DE)
RUPP GERNOT (DE)
International Classes:
F15B1/10
Foreign References:
DE102007036487A12009-02-05
JP2003156002A2003-05-30
DE10053579A12002-05-02
EP0391320B11993-07-14
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS & PARTNER (DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Hydrospeicher, insbesondere Pulsationsdämpfer, mit einem Metallbalg (25), der in einem Gehäuse (1 ) ein bewegbares Trennelement zwischen einer Gasseite (23) und einer Fluidseite (27) bildet und an einem bewegbaren Balgende (33) einen Endkörper in Form einer Scheibe (35) aufweist, die beim Ausziehen und Zusammenziehen des Balges (25) Hubbewegungen im Gehäuse (1) ausführt, wobei das Gehäuse (1 ) für die Begrenzung der Hubbewegung der Scheibe (35) beim Zusammenziehen des Balges (25) einen Begrenzerkörper (39) aufweist, an dem sich zumindest eine Anlagefläche befindet, an die sich die Scheibe (35) mit ihrer ins Innere des Balges (25) weisenden Innenseite (43) annähert, und wobei die jeweilige Anlagefläche ein die Berührung der Scheibe (35) dämpfendes Polster bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (35) mindestens eine aus der Innenseite (43) vorstehende Ringrippe (41 ) aufweist, die konzentrisch zu einem am Begrenzerkörper (39) befindlichen Ringkörper (45) vorgesehen ist, der aus einem nachgiebigen Kunststoff gebildet ist und bei in Berührung kommen der Ringrippe (41 ) das dämpfende Polster bildet.

Hydrospeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrippe (41) aus einer ebenen Fläche der Innenseite (43) vorsteht.

Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrippe (41) eine kreisbogenförmig gewölbte Form besitzt.

Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz die Form eines Rundkörpers (39) besitzt, der sich zum zylindrischen Balg (25) konzentrisch in dessen Innenraum erstreckt und einen die Fluidverbindung bildenden Durchgang (1 7) aufweist.

5. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (45) in eine in den Umfangsrand des Rundkörpers (39) eingearbeitete Vertiefung (46) eingesetzt ist.

6. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (45) in der Vertiefung (46) gegen eine ihn aus der Vertiefung (46) aushebende Axialbewegung gesichert ist.

Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (45) eine radial nach innen vorspringende Haltelippe (47) aufweist, die in eine eine Halteschulter (49) bildende Hinterschneidung der Vertiefung (46) eingreift.

Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (45) aus Polytetrafluorethylen oder Polyurethan oder einem synthetischen Kautschuk oder aus ECOPUR® gebildet ist.

Description:
Hydrospeicher

Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere Pulsations- dämpfer, mit einem Metallbalg, der in einem Gehäuse ein bewegbares Trennelement zwischen einer Gasseite und einer Fluidseite bildet und an einem bewegbaren Balgende einen Endkörper in Form einer Scheibe auf- weist, die beim Ausziehen und Zusammenziehen des Balges Hubbewegungen im Gehäuse ausführt, wobei das Gehäuse für die Begrenzung der Hubbewegung der Scheibe beim Zusammenziehen des Balges einen Begrenzerkörper aufweist, an dem sich zumindest eine Anlagefläche befindet, an die sich die Scheibe mit ihrer ins Innere des Balges weisenden In- nenseite annähert, und wobei die jeweilige Anlagefläche ein die Berührung der Scheibe dämpfendes Polster bildet.

Metallbälge kommen auf verschiedenen technischen Gebieten zum Einsatz, beispielsweise als längenvariable Bauelemente, etwa für einen Längenaus- gleich bei Leitungen für strömungsfähige Medien. Besonders häufig werden Metallbälge jedoch auch bei Hydrospeichern als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite eingesetzt. Im Gegensatz zu den nahezu stationären, erwähnten Anwendungen kommt es bei einem Einsatz bei Hydrospeichern zu Bewegungen des Balges, wobei sich für den Endkörper und die an diesen angrenzenden Bereiche des Balges verhältnismäßig weitläufige Bewegungen ergeben. Insbesondere bei Hydrospeichern, die als Pulsationsdämpfer oder Schockabsorber dienen, kommt es beim Ausziehen und Zusammenziehen des Balges zu hin- und hergehenden Bewegungen mit verhältnismäßig hoher Frequenz und/oder höheren Beschleunigungswerten. Für das Erreichen einer hohen Lebensdauer des Balges ist es daher wesentlich, dass die Balgbewegungen innerhalb des Gehäuses schonend erfolgen.

Bei einem aus dem Dokument EP 0 391 320 B1 bekannten Hydrospeicher der eingangs genannten Art ist an dem Begrenzerkörper, an dem der scheibenförmige Endkörper des Balges bei vollständigem Zusammenziehen anstößt, ein Dichtelement angeordnet. Da dieses aus einem gummiartigen Werkstoff besteht, bildet das Dichtelement ein nachgiebiges Polster, das auf den Balg einwirkende Stoßbelastungen in gewissem Maße abmildert. Dieses Dichtelement, das zur Bildung einer Dichtfläche entsprechender Ausdehnung mit dem Endkörper des Balges in verhältnismäßig großflächige Anlageberührung kommt, ist hinsichtlich der Verringerung der sich im Be- trieb ergebenden Stoßbelastungen nicht zufriedenstellend wirksam.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Hydrospeicher zur Verfügung zu stellen, der sich durch eine für den Balg besonders schonende Betriebsweise auszeichnet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Hydrospeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die den Endkörper des Balges bildende Scheibe mindestens eine aus der Innenseite vorstehende Ringrippe aufweist, die konzentrisch zu einem am Begrenzerkörper befindlichen Ringkörper vorgesehen ist, der aus einem nachgiebigen Kunststoff gebildet ist und bei Inberührungkommen der Ringrippe das dämpfende Polster bildet. Im Gegensatz zu einer Dichtungsanordnung, die mit ihrer Dichtfläche ebenflächig mit der Innenseite des Endkörpers des Balges in Stoßberührung kommt, erfolgt die Kontaktberührung bei der Erfindung zwischen einer vorstehenden Rippe und einem zugeordneten Ringkörper aus nachgiebigem Kunststoff. Die Kontaktberührung zwischen vorspringender Rippe und zugeordnetem Polsterelement ermöglicht eine optimale Stoß- dämpfung, die nicht nur zu einer Schonung des Balges durch Abmildern der Stoßbelastungen führt, sondern als zusätzlicher weiterer Vorteil eine effektive Dämpfung von Betriebsgeräuschen bewirkt. Darüber hinaus kommt es zu einer verbesserten Dichtwirkung bezogen auf die Fluid- eintrittsstelle.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anordnung so getroffen, dass die Ringrippe aus einer ebenen Fläche der Innenseite des scheibenförmigen Endkörpers vorsteht. Für eine besonders günstige Kontaktberührung zwischen Ringrippe und nachgiebiger Anlagefläche kann die Ringrippe vorzugsweise eine kreisbogenförmig gewölbte Form besitzen.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anordnung so getroffen, dass das Gehäuse ein Bodenteil aufweist, das eine Fluidverbindung zu der im Innenraum des Balges befindlichen Fluidseite bildet, wobei das unbewegliche Balgende am Bodenteil festgelegt ist und wobei der Begrenzerkörper durch einen in den Innenraum des Balges ragenden Ansatz des Bodenteiles gebildet ist. Derartige Ausführungsbeispiele zeichnen sich durch eine besonders einfache, kompakte Bauweise aus.

In besonders vorteilhafter Weise kann der Ansatz des Bodenteiles die Form eines Rundkörpers besitzen, der sich zum kreiszylindrischen Balg konzentrisch in dessen Innenraum erstreckt und einen die Fluidverbindung bilden- den Durchgang aufweist. Der Endkörper des Balges kann eine Scheibe mit ebener Innenseite sein, aus deren Ebene eine gewölbte Ringrippe vorsteht, die zum Rundkörper konzentrisch und mit dessen Randbereich fluchtend verläuft und an einer die Anlagefläche am Rundkörper bildenden, dämpfenden Ringfläche anläuft. In besonders vorteilhafter Weise kann diese Ringfläche durch einen Ringkörper aus einem nachgiebigen Kunststoff gebildet sein, der in eine in den Umfangsrand des Rundkörpers eingearbeitete Vertiefung eingesetzt ist und auch eine entsprechende Dichtwirkung entfaltet. Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass der Ringkörper in der Vertiefung gegen eine ihn aus der Vertiefung aushebende Axialbewegung gesichert ist. Damit ist die Gefahr vermieden, dass bei einem Abheben des Endkörpers von der Anlagefläche am Rundkörper der Ringkörper durch eine gegebenenfalls am Polsterbereich gebildete Ad- häsion mitgenommen wird.

Für eine derartige Sicherung kann der Ringkörper eine radial nach innen vorspringe Halterippe aufweisen, die in eine eine Halteschulter bildende Hinterschneidung der Vertiefung eingreift.

Als Werkstoffe mit sowohl geeigneten mechanischen und dichtenden Eigenschaften als auch entsprechenden Dämpfungseigenschaften kommen Materialien in Betracht, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, Polyurethan, elastomere Materialien wie synthetischer Kautschuk oder ECOPUR ® als besonders geeigneter Werkstoff.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrospeichers in Form eines Pulsations- dämpfers und

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichneten Ausschnitt des in Fig. 1 mit II bezeichneten Bezirkes.

Die Fig. zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydrospeichers in Form eines Pulsationsdämpfers. Ein als Ganzes mit 1 bezeich- netes Speichergehäuse weist ein Gehäusehauptteil 3 in Form eines kreiszylindrischen Topfes mit in der Zeichnung oben liegendem Ende 5 auf, das bis auf eine Füllöffnung 7 geschlossen ist, die mit der Gehäuselängsachse 9 fluchtet und bei der Darstellung von Fig. 1 durch einen Schweißkern 1 1 fluiddicht abgeschlossen ist. Am gegenüberliegenden, in Fig. 1 unten lie- genden Ende ist das Gehäuse 1 durch ein Bodenteil 13 geschlossen, das längs einer Schweißlinie 1 5 mit dem Gehäusehauptteil 3 dicht verschweißt ist. Zur Achse 9 konzentrisch befindet sich im Bodenteil 13 ein Fluideinlass 1 7 mit einem äußeren Anschlussstutzen 19. Mit diesem ist eine Anschlusseinheit 21 der für Pulsationsdämpfer üblichen Art verschraubt.

Im Inneren des Speichergehäuses 1 bildet eine Metallbalgeinheit ein bewegliches Trennelement gegenüber einer Gasseite 23, die an das Gehäuseende 5 angrenzt und über die Füllöffnung 7 mit einem Arbeitsgas, vorzugsweise N2, mit einem Gas-Vorfülldruck befüllbar ist. Bei der Darstellung von Fig. 1 befindet sich der Balg 25 in seinem vollständig zusammengezogenen Zustand, wobei das Volumen der Gasseite 23 den Größtwert besitzt, während die an den Fluideinlass 1 7 angrenzende Fluidseite 27 ihr kleinstes Volumen besitzt. Die Balgeinheit ist mit dem dem Bodenteil 13 benachbarten Balgende 29, genauer gesagt, an dem radial außenliegenden Rand der letzten Balgfalte, mit einem metallischen Haltering 31 fluiddicht verschweißt. Der Haltering 31 seinerseits ist mit dem Speichergehäuse 1 an der Trennstelle zwischen Bodenteil 13 und Hauptteil 3 an der Schweißlinie 15 verschweißt. Beim Zusammenbau des Speichergehäuses 1 und dem Einbau der Balgeinheit ist daher die Schweißlinie 15 über den Haltering 31 vom Balgende 29 thermisch zumindest teilweise isoliert.

Das dem gehäusefesten Balgende 29 gegenüberliegende, bewegliche Balgende ist am radial außenliegenden Endrand der letzten Balgfalte bei 33 mit einem metallischen Endkörper 35 verschweißt, der einen Verschlusskörper bildet, der den Innenraum des Balges 25 fluiddicht verschließt und damit die Trennung zwischen Gasseite 23 und Fluidseite 27 bildet. Die Abdichtung der Außenseite des Balges 25 erfolgt durch den Haltering 31 . Für die Bewegungen des Endkörpers 35 entlang der Innenwand des Gehäusehauptteiles 3 sind umfangsseitig am Endkörper 35 vorgesehene Führungsleisten 37 vorhanden, zwischen denen sich Abstände für den Durchtritt des Ar- beitsgases befinden.

Das Bodenteil 13 weist einen zentralen, zur Achse 9 konzentrischen Ansatz in Form eines zylindrischen Rundkörpers 39 auf, durch den sich der Fluid- einlass 1 7 hindurch erstreckt und der sich ins Innere des Balges 25 über eine Länge erstreckt, die an die axiale Länge des voll zusammengezogenen Balges 25 derart angepasst ist, dass der Rundkörper 39 eine Begrenzereinrichtung für die Hubbewegung des Endkörpers 35 bei voll zusammengezogenem Balg 25 bildet. Wie am besten aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist für eine nachgiebige, gedämpfte Hubbegrenzung am Endkörper 35 eine gewölbte Ringrippe 41 vorgesehen, die aus der ebenen Innenseite 43 des Endkörpers 35 vorspringt. Als ein dämpfendes Polster bildende Anlagefläche für die Ringrippe 41 befindet sich am endseitigen Umfangsrand des Rundkörpers 39 ein Ringkörper 45 aus einem nachgiebigen Werkstoff, der auch eine entsprechende Dichtwirkung entfaltet. Die Fig. 1 und 2 zeigen den Betriebszustand des voll zusammengezogenen Balges 25, wobei sich die Ringrippe 41 in das nachgiebige Material des Ringköpers 45 geringfügig eingedrückt hat, so dass es in diesem Bereich auch zu einer verbesserten Abdichtwirkung kommt. Der Ringkörper 45 ist in einer Vertiefung 46 aufgenommen, die in den endseitigen Umfangsrand des Rundkörpers 39 eingearbeitet ist. Der Ringkörper 45 ist in der Vertiefung 46 gegen axiales Ausheben dadurch gesichert, dass der Ringkörper 45 eine radial geringfügig vorspringende Lippe 47 aufweist. Diese greift, wie aus Fig. 2 deutlich entnehmbar ist, in eine Hinterschneidung der Vertiefung 46 ein, die für die Lippe 47 eine Halteschulter 49 bildet.

Als Werkstoffe für den als dämpfendes Polster dienenden Ringkörper 45 kommen Werkstoffe wie Polytetrafluorethylen, Polyurethan, elastomere Materialien, wie synthetischer Kautschuk oder ECOPUR ® als besonders ge- eigneter Werkstoff in Frage.