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Title:
PRESSURE ACCUMULATOR FOR LIQUID AND/OR GASEOUS MEDIA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/016722
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention relates to a pressure accumulator for liquid and/or gaseous media, comprising a bellows arranged inside the housing, said bellows having expandable lamellae arranged in a multilayered manner between the lid and the bottom of the bellows, wherein the outer lamellae are connected to the lid of the bellows or the bottom of said bellows in a pressure sealed manner. The invention also relates to a method for the production of a bellows, especially for a pressure accumulator. According to the invention, the lid of the bellows (28) and/or the bottom of the bellows (32) are only connected (joined) to the outer lamellae of the bellows (26 or 30) in an area (34) located in the vicinity of the inner diameter (56).

Inventors:
SIEGEL HEINZ (DE)
SCHEPP RENE (DE)
LANDER JUERGEN (DE)
HERMANN HARALD (DE)
KRENZ GUENTER (DE)
OTT HARALD (DE)
BELING HORST (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002479
Publication Date:
December 21, 2007
Filing Date:
July 06, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
SIEGEL HEINZ (DE)
SCHEPP RENE (DE)
LANDER JUERGEN (DE)
HERMANN HARALD (DE)
KRENZ GUENTER (DE)
OTT HARALD (DE)
BELING HORST (DE)
International Classes:
F15B1/10; F16J3/04; F16L55/053
Foreign References:
US1950107A1934-03-06
FR1432213A1966-03-18
GB2166496A1986-05-08
GB823060A1959-11-04
US2682893A1954-07-06
US4924756A1990-05-15
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Claims:

Patentansprüche l. Druckspeicher für flüssige und/oder gasförmige Me- dien mit einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Faltenbalg, der zwischen einem Balgdeckel und einem Balgboden mehrlagig angeordnete, expandierbare Balg- lamellen aufweist, wobei jeweils die äußeren Balg- lamellen mit dem Balgdeckel beziehungsweise dem Balg- boden druckdicht verbunden sind, dadurch gekennze£ch- net, dass der Balgdeckel (28) und/oder der Balgboden (32) mit den äußeren Balglamellen (26 bzw. 30) nur in einem in Nähe des Innendurchmessers (56) liegenden Bereich (34) verbunden (gefügt) sind.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Faltenbalg (20) ein Metallfalten- balg ist.
3. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch durch gekennzeichnet, dass die Balg- lamellen (22, 26, 30) untereinander in ihrem einem Außendurchmesser (58) benachbarten Bereich (24) mit- einander verbunden (gefügt) sind.
4. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeverbin- dungen zwischen den Balglamellen (22, 26, 30) und/oder den Balglamellen (26, 30) und dem Balgboden

(32) beziehungsweise dem Balgdeckel (28) Lötverbin- dungen und/oder Niderstandsschweißverbindungen und/oder Klebeverbindungen und/oder Plasmaschweiß- verbindungen und/oder Laserschweißverbindungen sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs, ins- besondere für einen Druckspeicher, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Balglamellen (22, 26, 30) des Balgdeckels (28) und des Balgbodens (32) in einem Arbeitsgang druckdicht miteinander verbunden (gefügt) werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennseiohnet, dass die Fügebereiche (24, 34) zwischen den Balg- lamellen (22, 26, 30), dem Balgdeckel (28) und dem Balgboden (32) mit einem Lot benetzt werden und an- schließend der gesamte Schichtverband aus Balg- lamellen (22, 26,30), Balgdeckel (28) und Balgboden (32) in einem Ofen, insbesondere Durchlaufofen, ein- gebracht wird und das Lot bis über dessen Schmelz- punkt erwärmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die äußeren Balglamellen (26, 30) mit dem Balgdeckel (28) beziehungsweise dem Balgboden (32) gefügt werden und anschließend die Balglamellen (22, 26, 30) untereinander gefügt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbindungen zwischen den äußeren Balg- lamellen (26,30) und dem Balgdeckel (28) beziehungs- weise dem Balgboden (32) und für die Verbindungen

zwischen den Balglamellen (22, 26, 30) untereinander unterschiedliche Fügetechniken eingesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen den äußeren Balg- lamellen (26, 30) und dem Balgdeckel (28) beziehungs- weise dem Balgboden (32) durch Laserschweißen oder Widerstandsschweißen hergestellt werden.
Description:

Druckspeicher für flüssige und/oder gasförmige Medien Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher für flüs- sige und/oder. gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Faltenbalg, der zwischen einem Balgdeckel und einem Balgboden mehrlagig ange- ordnet, expandierbare Balkenlamellen aufweist, wobei jeweils die äußeren Balglamellen mit dem Balgdeckel beziehungsweise dem Balgboden druckdicht verbunden sind.

Stand der Technik Derartige Druckspeicher sind beispielsweise aus der US-PS 2, 682, 893 bekannt. Um ein möglichst großes Arbeitsvolumen derartiger Druckspeicher zu erreichen, ist bekannt, die einzelnen mehrlagig angeordneten, expandierbaren Balglamellen mit aufeinander abge- stimmte Formmerkmalen zu versehen, so dass diese auf Block zusammenfaltbar sind. Hierdurch wird ein ge- ringstmögliches Arbeitsvolumen erzielt. Um trotz dieser speziellen Formgebung der Balglamellen eine druckdichte Verbindung zwischen den äußeren Lamellen und dem Balgdeckel beziehungsweise dem Balgboden zu erreichen, müssen diese ebenfalls diese speziellen

Formmerkmale aufweisen. Somit lassen sich derartige Balgdeckel und Balgböden nur sehr aufwendig her- stellen.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Druckspeicher mit den in An- spruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass einfacher aufgebaute und somit kosten- günstigere herstellbare Balgböden beziehungsweise Balgdeckel einsetzbar sind. Dadurch, dass der Balg- deckel und/oder der Balgboden mit den äußeren Balg- lamellen nur in einem in Nähe des Innendurchmessers liegenden Bereich verbunden sind, wird vorteilhaft erreicht, dass der Balgdeckel beziehungsweise der Balgboden die Formmerkmale der Balglamellen, die auch die äußeren Balglamellen aufweisen, nicht korres- pondierend aufweisen müssen. Bei Zusammenfalten der Balglamellen auf Block kommen die Formmerkmale der äußeren Balglamellen somit quasi neben dem Balgdeckel beziehungsweise dem Balgboden zu liegen.

Gleichzeitig wird durch eine derartige Ausgestaltung erreicht, dass Balgdeckel und/oder Balgboden mit einem geringeren Gesamtdurchmesser eingesetzt werden können, so dass es zu einer Gewichtsreduktion des gesamten Druckspeichers kommt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor- gesehen, dass die Verbindung zwischen den äußeren Balglamellen und dem Balgdeckel beziehungsweise dem Balgboden als Lötverbindung, Widerstandsschweiß-

verbindung, Klebeverbindung, Plasmaschweißverbindung, Laserschweißverbindung oder anderen geeigneten Füge- techniken ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich trotz der relativ geringen zur Verfügung stehenden Fügefläche zwischen dem Balgdeckel und/oder dem Balg- boden sowie den äußeren Balglamellen hochfeste, druckdichte Verbindungen erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Faltenbalgs bietet den Vorteil, dass dieses in ein- facher Weise und für große Stückzahlen geeignet durchgeführt werden kann. Dadurch, dass die Balg- lamellen, der Balgdeckel und der Balgboden in einem Arbeitsgang druckdicht miteinander verbunden (gefügt) werden, wird erreicht, dass zur Vorbereitung der Fügung des Faltenbalgs'lediglich die Balglamellen sowie der Balgdeckel und der Balgboden auf Block übereinander angeordnet werden müssen. Diese vorbe- reiteten-quasi ein Schichtsystem bildenden-Aus- gangsrohlinge können dann in einfacher Weise durch Einbringen in einen Ofen, gegebenenfalls einen Durch- laufofen, in an sich bekannter Weise erwärmt werden, so dass an den Fügestellen zwischen den Balglamellen beziehungsweise den Außenbalglamellen und dem Balg- deckel und dem Boden eine druckdichte Fügeverbindung durch Erwärmen über einen Schmelzpunkt eines in den Fügebereichen zuvor eingebrachten Lotes möglich ist.

Alternativ zur Lötverbindung in einem Arbeitsgang ist vorgesehen, dass zunächst die äußeren Balglamellen jeweils mit einem Balgdeckel beziehungsweise einem Balgboden gefügt werden und anschließend die ge-

stapelten Balglamellen in einem Arbeitsgang miteinan- der gefügt werden. Dies kann ebenfalls in an sich be- kannter Weise durch Einbringen in einen Ofen oder dergleichen. erfolgen. Der Vorteil bei dieser Aus- gestaltung ist, dass auf spezielle Materialeigen- schaften, die zwischen den Balglamellen und dem Balg- boden beziehungsweise dem Balgdeckel gegeben sein können, unterschiedliche, jeweils optimale Fügetech- niken eingesetzt werden können. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Fügeverbindung zwischen den äußeren Balglamellen und dem Balgboden beziehungs- weise dem Balgdeckel mittels einer Laserschweißnaht erfolgt, während die Fügeverbindungen zwischen den Balglamellen durch Lötverbindungen, Widerstands- schweißverbindungen, Klebeverbindungen oder der- gleichen realisiert werden können.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei- spielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er- läutert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Schnittansicht durch einen Druckspeicher mit einem Faltenbalg ; Figur 2 eine Schnittansicht durch einen auf Block gelegten Faltenbalg und

Figur 3 eine Detailansicht einer Verbindung zwi- schen einer Balglamelle und einem Balg- deckel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Figur 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Druckspeicher für flüssige und/oder gasförmige Me- dien. Der Druckspeicher 10 umfasst ein Gehäuse 12, das aus einer oberen Gehäuseschale 14 und einer unteren Gehäuseschale 16 besteht. Die Gehäuseschalen 14 und 16 sind entlang einer hier angedeuteten Teilungsfuge 18 miteinander kraftschlüssig verbunden.

Innerhalb des Gehäuses 12 ist ein Faltenbalg 20, insbesondere ein Metallfaltenbalg, angeordnet. Der Faltenbalg 20 besteht aus einer Vielzahl überein- ander, das heißt mehrlagig angeordneten, expander- baren Balglamellen 22. Die Balglamellen 22 sind in ihren einem Außendurchmesser benachbarten Bereichen 24 miteinander druckdicht verbunden. Eine hier oben dargestellte äußere Balglamelle 26 ist mit einem Balgdeckel 28 und eine hier unten dargestellte äußere Balglamelle 30 ist mit einem Balgboden 32 druckdicht verbunden. Hierbei erfolgt eine Verbindung zwischen den äußeren Balglamellen 26 beziehungsweise 30 sowie dem Balgdeckel 28 beziehungsweise dem Balgboden 32 in einen in Nähe des Innendurchmessers der Balglamelle liegenden Bereich 34. Es ist also ersichtlich, dass der Durchmesser der Balglamellen 22 deutlich größer ist als ein Durchmesser von Balgdeckel 28 beziehungs- weise Balgboden 32.

Der Balgboden 32 ist in einer entsprechenden Aus- nehmung 35 des Gehäuseteiles 16 angeordnet. Der Balg- boden 32 besitzt einen Anschlussstutzen 36, der eine Durchgangsöffnung 38 in einem Innenraum des Gehäuses 12 und somit einen Innenraum 40 des Faltenbalgs 20 bildet.

Der Balgdeckel 28 besitzt eine Durchgangsöffnung 42, über die in den Außenraum (Gasraum) 41 des Falten- balgs 20 ein gasförmiges Medium einfüllbar ist. Die öffnung 42 ist durch eine Verschlusseinrichtung 44 (Stopfen) druckdicht verschließbar. Das Gehäuseteil 14 bildet eine Befestigungsöffnung 46 zur Befestigung des Druckspeichers 10 aus. Die Befestigungsöffnung 46 ist beispielsweise als Innensechskant ausgebildet.

Innerhalb des Gehäuses 12 ist mit dem Gehäuseteil 14 eine geeignete Vorrichtung 48 vorgesehen, die bei- spielsweise von einem topfförmigen Ringelement ge- bildet ist, die der Befestigung der Verschlussein- richtung 44 dient.

Im Bereich der Teilungsfuge 18 bilden die Gehäuse- teile 14 und 16 eine Ringnut 50 aus, innerhalb der ein Schutzring 52 angeordnet ist.

Figur 2 verdeutlicht in einer Detailansicht einen auf Block gefalteten Faltenbalg 20. Hierbei wird deut- lich, dass die einzelnen Balglamellen 26 mit großer Packungsdichte aufeinander liegen. Dies wird er- reicht, da die Balglamellen 22 Formmerl : male 54 be- sitzen, die beim Zusammenfalten korrespondierend in- einander greifen. Anhand der Schnittdarstellung wird

deutlich, dass die äußeren Balglamellen 26 be- ziehungsweise 30 lediglich in ihren dem Innendurch- messer 56 benachbarten Bereichen 34 mit dem Balg- deckel 28 beziehungsweise dem Balgboden 32 gefügt sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Formmerkmale 54 bei auf Block zusammengelegten Balglamellen 22 nicht die Entleerung des Speichers behindern.

Die Schnittdarstellung gemäß Figur 2 dient gleich- zeitig der Erläuterung des Herstellungsverfahrens des Faltenbalgs 20. Hierzu werden die Balglamellen 22 in entsprechender Anzahl lose übereinander geschichtet, wobei die äußere Balglamelle 30 mit ihrem Bereich 34 auf dem Balgboden 32 aufliegt und der Balgdeckel 28 auf dem Bereich 34 der äußeren Balglamelle 26 auf- liegt. In den Bereichen 34 zwischen dem Balgdeckel 28 und der äußeren Balglamelle 26 und der Balglamelle 30 und dem Balgboden 32 ist jeweils ein Lot aufgetragen.

Ferner ist in den einem Außendurchmesser 58 benach- barten Bereichen 24 zwischen den einzelnen Balg- lamellen 22 ebenfalls jeweils ein Lot aufgetragen.

Das so vorbereitete Schichtelement wird anschließend in einem Arbeitsgang in den Bereichen 34 beziehungs- weise den Bereichen 24 gefügt. Dies kann beispiels- weise durch Einbringen des Schichtverbundes in einen Ofen, insbesondere einen Durchlaufofen, erfolgen.

Hierdurch kann in kurzer Taktzeit eine große Anzahl von Faltenbälgen 20 hergestellt werden. Eine Tempera- tur im Durchlaufofen ist so eingestellt, dass hier- durch die Lote in den Bereichen 34 beziehungsweise 24 über ihre Schmelzpunkte erwärmt werden, so dass eine

dauerhafte druckdichte Verbindung an den Fügestellen entsteht. Gegebenenfalls kann der Fügeprozess durch eine hier angedeutete Beaufschlagung mit einer Druck- kraft F auf den Balgdeckel 28 und/oder den Balgboden 32 und/oder die Balglamellen 22 unterstützt werden.

Es ist klar, dass die Druckkraft F so bemessen ist, dass eine mechanische Beeinträchtigung des Falten- balgs 20 ausgeschlossen ist.

Anhand Figur 3, bei der der Faltenbalg 20 in nicht komplett entladenem Zustand ausschnittsweise gezeigt ist, wird verdeutlicht, dass eine druckdichte Verbin- dung zwischen dem Balgdeckel 28 und der äußeren Balg- lamelle 26 im Bereich 34 auch durch eine Laser- schweißverbindung 60 erfolgen kann. Hierdurch kann den unterschiedlichen Materialeigenschaften der Balg- lamellen 22 und des Balgdeckels 28 zur Herstellung einer dauerhaften druckdichten Verbindung besser Rechnung getragen werden. Im übertragenen Sinne kann die Verbindung mit einer Schweißnaht 60 auch auf die Fügeverbindung zwischen der Balglamelle 30 und dem Balgboden 32 übertragen werden.

Anhand der Darstellung in Figur 3 wird ferner deut- lich, dass die Fügeverbindung zwischen benachbarten Balglamellen 22 in den Bereichen 24 jeweils in den dem Außendurchmesser 58 benachbarten (radial nach innen benachbarten) Bereichen 24 erfolgt. Hierdurch werden die den Außendurchmesser 58 bildenden Stirn- flächen der Balglamellen 22 selber nicht für die druckdichte Verbindung genutzt. Dies hat den Vorteil, dass einerseits ein zusätzliches Verbindungsmittel,

beispielsweise Lot oder dergleichen, den Außendurch- messer des Faltenbalgs 20 nicht vergrößert. Somit wird die Reibungswahrscheinlichkeit zwischen Falten- balg 20 und Gehäuse 12 reduziert. Ferner wird im Fal- le einer doch erfolgenden Reibung zwischen Faltenbalg 20 und Gehäuse 12 kein Verbindungsmaterial (Lot) zwi- schen den Balglamellen 22 beschädigt, so dass die Ge- fahr von Undichtigkeiten des Faltenbalgs 20 reduziert ist.