Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydrospeicher mit einem Speichergehäuse in Form eines Rohres gemäß der Merkmalsausgestaltung des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Eine Vielzahl an verschiedenen Hydrospeichern ist handelsüblich und findet bei Hydroanlagen für verschiedene Anwendungszwecke Verwendung. Sie dienen unter anderem zur Energiespeicherung, Notbetätigung, zum Kräfteausgleich, zur Dämpfung von Druckstößen, zur Pulsationsdämpfung, zur Fahrzeugfederung, Zurückgewinnung von Bremsenergie und dergleichen. Aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, die einen Bedarf an Hydrospeichern in großen Stückzahlen zur Folge haben, ist eine Bauweise anzustreben, die eine einfache und kostengünstige Fertigung von Hydrospeichern mit sicherem Betriebsverhalten ermöglicht.

Durch die DE 101 61 797 C1 ist ein gattungsgemäßer Hydrospeicher mit einem Speichergehäuse in Form eines Rohres bekannt, in dem ein in dessen Axialrichtung bewegbares Trennelement, vorzugsweise ein Trennkolben, beidseits an es angrenzende Druckräume voneinander trennt, und bei dem das Rohr an zumindest einem Ende durch ein deckelartiges Abschlußteil abgeschlossen ist, das eine Anlagefläche für die Verbindung mit dem betreffenden Endrand des Rohres aufweist, wobei die Anlagefläche einen Flächenteil in Form einer axial ins Innere des Rohres vorspringenden Ringfläche zur formschlüssigen Abstützung der Rohrwand gegen Radialkräfte sowie eine eine Erstreckung in Radialrichtung aufweisende Ringfläche zur formschlüssigen.Abstützung der Rohrwand gegen Axialkräfte aufweist.
Eine dahingehend vergleichbare gattungsgemäße Lösung ist auch durch das DE 71 13 311 U bekannt.

Dadurch, dass bei den bekannten Lösungen am deckelartigen Abschlußteil Ringflächen in der Weise ausgebildet sind, dass der anliegende Endrand des das Speichergehäuse bildenden Rohres sowohl gegen Radialkräfte, die an der Verbindungsstelle mit dem deckelartigen Abschlußteil wirksam sind, als auch gegen Axialkräfte jeweils formschlüssig abgestützt ist, ist ein besonders formstabiler Abschluß des Rohrendes des Speichergehäuses mit geringem Materialaufwand und mit entsprechend geringem Fertigungsaufwand möglich. Was das Einleiten von Kräften im Betrieb des Hydrospeichers anbelangt, die zwischen Rohrwand und Platte an der Verbindungsstelle einwirken, lassen die bekannten Lösungen im Hinblick auf eine lange Standzeit jedoch noch Wünsche offen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Hydrospeicher zur Verfügung zu stellen, der unter Beibehalten der Vorteile im Stand der Technik, wie geringer Materialaufwand bei leichtgewichtigem Aufbau mit entsprechend niedrigen Herstellungskosten und fertigungstechnisch einfach herstellbar, dahingehend weiter zu verbessern, dass dieser sich durch ein besonders sicheres, langandauerndes Betriebsverhalten auszeichnet. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Hydrospeicher mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 das Abschlußteil durch eine Platte gebildet ist, die eine Verformung in Form eines Ringwulstes aufweist, der ins Innere des Rohres vorspringt und an der radial außen liegenden Flanke seiner vorspringenden Konvexität mit den die Anlagefläche bildenden Ringflächen versehen ist, ist derart eine wellenförmige Gestaltung zumindest für einen Teilbereich der Platte erreicht, die beispielsweise durch Kaltverformung einfach und rationell herstellbar ist, dass es zu einem sehr günstigen Verlauf des Kraftflusses bei der Einleitung von Kräften kommt, die zwischen Rohrwand und Platte an der jeweiligen Verbindungsstelle einwirken, so dass sich die erfindungsgemäße Lösung insbesondere durch ein sehr sicheres Betriebsverhalten auszeichnet.

Insbesondere ergeben sich dadurch auch günstige Verhältnisse für eine Schweißnahtanbindung der Rohrwand an die radial außen liegende Flanke des Ringwulstes.

Eine besonders günstige Materialausnützung ergibt sich bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Ringwulst der Platte durch Kaltfließpressen aus der Ebene der Platte ausgewölbt ist. Während hierbei die Materialstärke der Platte aufgrund der Streckung im Wölbungsbereich geringfügig vermindert wird, verbleibt die Materialstärke der Platte in an die Auswölbung beidseits angrenzenden ebenen Bereichen unverändert, so dass in vorteilhafter Weise die volle Materialstärke in Bereichen der Platte zur Verfügung steht, in denen die Platte durchgehende Bohrungen aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine im Zentrum der Platte gelegene Anschlußöffnung als Zugang zum angrenzenden Druckraum handeln oder um Befestigungslöcher, die in seitlichen Erweiterungen der Platte vorgesehen sind, die Flanschteile bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers ist ferner vorgesehen, eine Ausformung eines geschwungenen, vorstehenden Domes im Zentrum des Endteiles des Speichergehäuses anzuordnen, was insoweit zu einer Versteifung des Endteiles führt. Die Gefährdung der Formstabilität durch Dehnung und Spannung wird dadurch verringert, so dass die Voraussetzungen für einen Leichtbau des Hydrospeichers gegeben sind, was zu der erstrebten Verringerung der Materialkosten und damit der Gesamt-Fertigungskosten führt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. Es zeigen:

• ● Fig. 1 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrospeichers in Form eines Kolbenspeichers;
• ● Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 in größerem Maßstab gezeichneten Teillängsschnitt nur eines Endbereiches des Ausführungsbeispieles, in welchem das das Speichergehäuse bildende Rohr durch ein deckelartiges Abschlußteil abgeschlossen ist, und
• ● Fig. 3 eine im Maßstab von Fig. 1 gezeichnetes Endansicht des Ausführungsbeispieles, gesehen auf das deckelartige Abschlußteil.

In Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydrospeichers in Form eines Kolbenspeichers zeigt, ist ein den Hauptteil des Speichergehäuses bildendes, zylindrisches Metallrohr mit 1 bezeichnet. Am in der Fig. linksseitig gelegenen Ende ist das Rohr 1 durch ein mit dem Rohrmantel einstückiges Endteil 3 abgeschlossen. Dieses ist durch Warmumformen des betreffenden Endabschnittes des Rohres 1 ausgebildet, beispielsweise durch eine als Rollieren bekannte Umformtechnik. Am gegenüberliegenden Ende ist das das Speichergehäuse bildende Rohr 1 durch ein dekkelartiges Abschlußteil fluiddicht abgeschlossen, bei dem es sich beim vorliegenden Beispiel um eine Platte 5 handelt.

In dem so abgeschlossenen Speichergehäuse ist ein Kolben 9 bezüglich einer Gehäuselängsachse 7 verschiebbar, der an seinem Umfang durch Dichtelemente 11 gegenüber der Gehäuseinnenwand abgedichtet ist. Somit bildet der Kolben 9 ein bewegbares Trennelement zwischen beidseits angrenzenden Druckräumen 13 und 15. Um das Volumen des Druckraumes 13 möglichst groß zu gestalten, was von Vorteil ist, wenn der Hydrospeicher, wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel, als hydropneumatischer Speicher ausgelegt ist und der Druckraum 13 für die Aufnahme einer Druckgasfüllung vorgesehen ist, weist der Kolben 9 eine zur Achse 7 konzentrische, innere Mulde 17 auf. Ein am Endteil 3 des Gehäuses zentral gelegener Druckgasanschluß mit einer Öffnung 18, die mittels eines Verschlußteiles 19 abgeschlossen ist, ermöglicht die Befüllung des Druckraumes 13 mit einem entsprechenden Druckgas, namentlich Stickstoffgas für hydropneumatische Anwendungen. Für die Fluidverbindung zum Druckraum 15 befindet sich in der Platte 5 konzentrisch zur Längsachse 7 eine Anschlußöffnung 21.

Wie am deutlichsten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die Materialstärke der Platte 5 wesentlich größer als die Wanddicke des Rohres 1 und beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel mehr als das Doppelte dieser Wanddicke. Außerdem ist die Platte 5 so verformt, dass ein aus der Plattenebene ausgewölbter Bereich einen zur Längsachse 7 konzentrischen Ringwulst 23 bildet, dessen aus der Plattenebene vorstehender Teil eine gerundete Konvexität 25 bildet. Durch die den Ringwulst 23 bildende Auswölbung ergibt sich an der Platte 5 ein vom Ringwulst 23 umgebener, innerer ebener Bereich 27 sowie ein radial außerhalb des Ringwulstes 23 gelegener ebener Bereich 29. Wie aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist die Auswölbung so ausgebildet, dass der Krümmungsradius der Auswölbung an den Übergängen zu den ebenen Bereichen 27 und 29 jeweils größer ist als in dem den Gipfel des Ringwulstes 23 bildenden Bereich.

Bei in dieser Weise durchgeführter Auswölbung der Platte 5, vorzugsweise durch Kaltumformen, verbleibt die Materialstärke der Platte 5 in den an den Ringwulst 23 beidseits jeweils angrenzenden ebenen Bereichen 27 und 29 unverändert, während sich durch die Materialstreckung lediglich innerhalb halb des Ringwulstes 23 eine geringe Abnahme der Materialstärke ergibt.
Die zur Längsachse 7 konzentrische Anschlußöffnung 21 befindet sich somit in einem Bereich, in dem die Materialstärke durch die Verformung der Platte nicht geschmälert ist, was sich für die Anbringung von Anschlußarmaturen vorteilhaft erweist. Wenn, wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel, in dem radial außerhalb des Ringwulstes 23 gelegenen ebenen Bereich 29 die Platte 5 Erweiterungen 31 aufweist, die Teile eines Flansches für die Befestigung des Hydrospeichers bilden, dann ist der Umstand, dass in dem die Erweiterungen 31 aufweisenden, ebenen Bereich 29 die Materialstärke unverändert ist, ebenfalls von großem Vorteil, weil so an den Befestigungslöchern 33 der Flanschteile der volle Materialquerschnitt zur Verfügung steht.

Wie am deutlichsten aus Fig. 2 entnehmbar ist, erfolgt die Verbindung zwischen dem Endrand des Rohres 1 und der Platte 5 an einer Anlagefläche der Platte 5, die an der radial außenliegenden Flanke 35 der Konvexität 25 des Ringwulstes 23 gelegen ist, so dass dessen Gipfel 37 ins Innere des Rohres 1 hinein vorspringt. Wie in Fig. 2 an der rechts gelegenen Verbindungsstelle erkennbar ist, weist die Anlagefläche am Ringwulst 23 zwei zueinander in etwa in rechtem Winkel verlaufende Flächenteile auf, nämlich eine axial ins Innere des Rohres 1 vorspringende Ringfläche 39 und eine eine Erstreckung in Radialrichtung aufweisende Ringfläche 41. Somit ergibt sich für das Rohr 1 an der Ringfläche 39 am Ringwulst 23 der Platte 5 eine formschlüssige Abstützung der Rohrwand gegen Radialkräfte und eine formschlüssige Abstützung gegen Axialkräfte an der Ringfläche 41. Für die Einleitung der an der Verbindungsstelle zwischen Rohr 1 und Platte 5 wirkenden Kräfte ergibt sich durch den so gebildeten Formschluß in Verbindung mit der versteifend wirkenden "Wellung", die der Ringwulst 23 darstellt, ein optimaler Kraftfluß, so dass hohe Formstabilität bei geringen Anforderungen an die Materialstärke erreicht wird.

Fig. 2 zeigt an der in der Fig. links gelegenen Verbindungsstelle zwischen Rohr 1 und Platte 5 eine Schweißnahtverbindung 43, die als bevorzugte Befestigungsart am Übergangsbereich der Ringflächen 39 und 41 ausgebildet ist, welch letztere daher an der in Fig. 2 links gelegenen Verbindungsstelle nicht sichtbar sind.

Wie ebenfalls am deutlichsten aus Fig. 2 erkennbar ist, weist die Innenwand des Rohres 1 am Endrandbereich eine die Wanddicke des Rohres 1 zum Endrand hin bereichsweise verringernde Anfasung 45 auf. Diese schafft Raum für den ins Innere des Rohres 1 vorspringenden Flankenteil am Gipfel 37 des Ringwulstes 23, über dessen Gipfel das Rohr 1 mit seinem Endrand sozusagen aufgestülpt ist.

Wie bereits erwähnt, ist der in Fig. 1 links gelegene Abschluß des Speichergehäuses durch einen Endteil 3 gebildet, der als einstückiger Teil des Rohres 1 aus dessen Wand durch Warmumformtechnik gebildet ist, einer Technik, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung "Rollieren" bekannt ist. Beim erfindungsgemäßen Hydrospeicher ist hierbei der Endteil 3 in der Weise geformt, dass in dem die Längsachse 7 umgebenden Zentralbereich ein leicht vorstehender Dom 4 mit geschwungenen Flanken 6 gebildet wird. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, bilden die Flanken 6 an der Außenseite eine Konkavität, an die sich ein zur Längsachse 7 konzentrischer, im wesentlichen ebener Zentralteil anschließt. In dessen Zentrum befindet sich eine Füllöffnung 18 zum Befüllen des Druckraumes 13 mit Druckgas, wobei an der Öffnung 18 ein Verschlußkörper 19 vorgesehen ist.

Die geschwungene Formgebung des Domes 4 wirkt als Versteifungselement am Endteil 3, so dass Formstabilität des Speichergehäuses trotz leichter Bauweise erreicht wird.