DRUCKSPEICHER, INSBESONDERE PULSATIONSDÄMPFER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher mit einem Speichergehäuse, das eine Längsachse definiert und eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung für ein Fluid aufweist, wobei zwei Arbeitsräume, nämlich ein Gasraum für ein Arbeitsgas und ein Fluidraum, innerhalb des Speichergehäuses fluiddicht durch ein balgartiges Trennglied voneinander getrennt sind, wobei das Trennglied an seinem einen Ende mit einem einen gehäusefesten Abschluss des Gasraumes bildenden Deckel und an seinem anderen Ende mit einem im Speichergehäuse axial bewegbaren Kolbenteil verbunden ist, das einen beweglichen Abschluss des Gasraumes bildet, so dass Arbeitsbewegungen des Kolbenteiles Volumenänderungen der an das Trennglied angrenzenden Arbeitsräume bewirken, wobei Einströmöffnung und Ausströmöffnung jeweils an dem einen bzw. dem anderen der in Axialrichtung entgegengesetzten Enden des Speichergehäuses vorgesehen sind, wobei das Speichergehäuse ein kreiszylindrischer Rohrkörper ist, in dem das Trennglied konzentrisch unter Bildung eines Ringraums zwischen Innenwand des Rohrkörpers und Außenseite des Trennglieds aufgenommen ist.

[0002] Ein derartiger Druckspeicher ist aus WO 2005/073564 A1 und JP02225802 bekannt. Bei dem bekannten Druckspeicher weist eine ringförmige Verlängerung des Deckelteils, das insoweit als Bestandteil des Speichergehäuses anzusehen ist, auf seiner Innenseite eine zylindrische Führungsfläche auf, innerhalb der das obere Ende des Kolbenteils längs verfahrbar unter Beibehalten eines Radialabstands in der Art eines Ringspalts geführt ist. Über den Ringspalt ist es möglich, dass die partielle Fluidfüllung im Arbeitsraum zwischen die gebildeten Hohlräume zwischen den Einzelfalten und dem Außenumfang des Kolbenteils tritt, um dergestalt bei den Bewegungen der Einzelfalten diese entsprechend abzustützen.

[0003] Druckspeicher sind bekannt, vgl. DE 10 2004 004 341 A1. Vorrangig werden derartige Druckspeicher zur Dämpfung von Druckschwankungen in Hydrauliksystemen eingesetzt, um Mess- und Regeleinrichtungen, Filter und andere im System integrierten Komponenten vor schädlichen Pulsationen zu schützen. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Verwendung als Pulsationsdämpfer im Einspritzsystem von Verbrennungsmotoren, insbesondere großer Dieselmotoren auf Schiffen oder in Blockheizkraftwerken. Hierbei treten Druckschwankungen sowohl im Kraftstoff-Zulaufsystem als auch im Kraftstoff-Rücklaufsystem auf, wobei Frequenz und Ausprägung der Pulsationen durch die Folge von Einspritzvorgängen bestimmt ist, die das Entnehmen von Kraftstoff aus dem System, das Verdichten, das Einspritzen mittels Hochdruckeinspritzpumpen und das erneute Öffnen der Verbindung zum System umfassen. Bei einem 8-Zylinder Viertaktmotor beträgt diese Frequenz beispielsweise 40 Hz bei einer Drehzahl von 600 Umdrehungen/Minute. Je nach Eigenschaften des Systems, den vorgegeben Kraftstoffförderdrücken und der Funktionsweise der Hochdruckpumpen können Druckspitzen von mehr als 50 Bar auftreten.

[0004] Da in derartigen Kraftstoffsystemen üblicher Weise Messeinrichtungen wie Viskosimeter, Temperaturmesser und dergleichen integriert sind, die für Druckschwankungen empfindlich sind, ist es wichtig, die Druckschwankungen zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren.

[0005] Im Hinblick hierauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher zu schaffen, der sich trotz kompakter Bauweise durch eine besonders gute Dämpferwirkung auszeichnet.

[0006] Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Druckspeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche erfinderische Besonderheit gegenüber dem Stande der Technik darin, dass das Speichergehäuse in seiner Längsachse und in der Richtung der Arbeitsbewegung des Kolbenteils vom Fluid durchströmbar ist, dass der Ringraum Teil eines Strömungsweges des Fluids zwischen Einströmöffnung und Ausströmöffnung bildet, dass der Deckel des Trennglieds an der Innenwand des Rohrkörpers über eine Tragstruktur fixiert ist, deren Strukturelemente im Hinblick auf eine Minimierung einer Drosselung am Strömungsweg zwischen Ringraum und benachbarter Ausströmöffnung ausgelegt sind, und dass die Tragstruktur einen an der Innenwand des Rohrkörpers fixierten Haltering aufweist, mit dem der Deckel des Trennglieds über sich vom Seitenrand des Deckels zum Haltering hin erstreckende Befestigungsstangen verbunden ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Druckspeichers sind Gegenstände der Unteransprüche.

[0007] Hieraus ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Bauweise. Bei entsprechend schlanker Gestaltung von Haltering und Befestigungsstangen ergibt sich lediglich ein geringer Strömungswiderstand.

[0008] Es ist eine In-Line-Bauweise verwirklicht ist, bei der beide Fluidanschlüsse, die Einströmöffnung und die Ausströmöffnung, auf einer Achse liegen. Gegenüber bekannten Lösungen, bei denen an einem Ende des Speichergehäuses ein Strömungsumlenkblock vorgesehen ist, an dem beide Fluidanschlüsse angeordnet sind und in dem innere Umlenkflächen einen Strömungsweg für einströmendes Fluid und ausströmendes Fluid vorgeben, ergibt sich eine geringere Baulänge und eine kompakte Bauweise. Die In-Line-Bauweise ermöglicht auch einen einfacheren und platzsparenderen Einbau. Wenn das Speichergehäuse beispielsweise eine zylindrische Form besitzt, erscheint der Druckspeicher nach dem Einbau wie ein Leitungszwischenstück, das sich lediglich im Durchmesser von der Basisleitung unterscheidet. Da bei In-Line-Einbau keine Biege-/Torsionsmomente vom Druckspeicher auf die Leitung ausgeübt werden, läßt sich möglicherweise die Anzahl von Befestigungselementen verringern.

[0009] Da an jedem Gehäuseende lediglich eine Öffnung vorhanden ist, sind besonders groß dimensionierte Fluidanschlüsse möglich, so dass wesentlich größere Durchflussmengen als beim Stand der Technik realisiert werden können. Diese führt, in Verbindung mit der Durchströmung des Speichergehäuses in dessen Längsrichtung zu der erstrebten Verbesserung der Dämpfungswirkung.

[0010] Vorzugsweise ist als Trennglied ein Metallbalg mit einer Vielzahl von übereinander angeordneten Falten oder Membranpaaren vorgesehen, der in seinem Innenraum den Gasraum zwischen Deckel und Kolbenteil begrenzt. Bei Verwendung eines derartigen Metallbalges treten praktisch keine Gasverluste auf. Bei Verwendung geeigneter Metalle, beispielsweise nicht rostendem Stahl, ergeben sich keinerlei Probleme durch aggressive Fluide wie Dieselöl, Schweröl oder biologische Kraftstoffe. Auch sind erhöhte Kraftstofftemperaturen nicht störend, da entsprechende metallische Werkstoffe für Temperaturen weit über 200° Celsius beständig sind. Da am Metallbalg Schweißverbindungen vorgesehen sind, ergibt sich ein gasdichter Abschluss ohne zusätzliche Dichtungen.

[0011] Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist das Kolbenteil an seiner an den Fluidraum angrenzenden Seite einen das Volumen des Fluidraumes vergrößernden Hohlraum auf. Wenn hierbei die Anordnung so getroffen ist, dass das Kolbenteil topfförmig mit kreiszylinderförmiger Seitenwand ausgebildet ist, die sich in den kreiszylindrischen Innenraum des Metallbalges entlang der Innenseite von dessen Falten mit entsprechend der Arbeitsbewegungen des Kolbenteiles unterschiedlich großer Eintauchtiefe hinein erstreckt, geht die Vergrößerung des Volumens des Fluidraumes gleichzeitig mit einer Verringerung des Volumens des Gasraumes einher.

[0012] Hieraus ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen ermöglicht die Wahl der Tiefe des "Topfes" eine Anpassung des Volumenverhältnisses von Gasraum zu Fluidraum entsprechend den jeweiligen Arbeitsbedingungen. Zum anderen ergibt sich der besondere Vorteil, dass die Länge des Metallbalges auch bei wünschenswert kleinem Volumen des Gasraumes ausreichend lang gewählt sein kann, so dass er eine Vielzahl von Falten aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass sich der Balg bei der Ausführung alternierender Bewegungen im Bereich erträglicher Materialspannungen befindet, so dass er einen möglichst großen Hub mit einer möglichst großen Anzahl von Wiederholungen ausführen kann, ohne dass die Betriebssicherheit gefährdet wäre.

[0013] Schließlich ist dadurch, dass das Kolbenteil sich topfartig in den Innenraum des Metallbalges erstreckt, der Metallbalg von innen geführt und gestützt, so dass die Möglichkeiten einer angularen oder lateralen Auslenkung begrenzt sind, was den Metallbalg vor ungünstigen Betriebszuständen schützt und einen optimalen Bewegungsablauf gewährleistet.

[0014] Wenn hierbei der Innendurchmesser des Rohrkörpers in solchem Maße größer gewählt ist als der Außendurchmesser des Metallbalges dass der lichte Querschnitt des durch den Ringraum gebildeten Strömungsweges gleich oder größer als der lichte Querschnitt von Einströmöffnung und Ausströmöffnung ist, dann lassen sich möglichst große Fluid-Durchflußmengen ohne ins Gewicht fallende Drosselung realisieren.

[0015] Um die den Metallbalg ausziehende Arbeitsbewegung des Kolbenteiles zu begrenzen, wenn beispielsweise kein Fluid-Systemdruck vorhanden ist und der Gasraum mit dem Arbeitsgas vorgefüllt ist, ist eine Anschlageinrichtung für die Zusammenwirkung mit dem Kolbenteil vorhanden.

[0016] In ähnlicher Weise wie bei der den Deckel des Trennglieds fixierenden Tragstruktur kann auch die Anschlageinrichtung durch eine Struktur gebildet sein, deren Strukturelemente im Hinblick auf die Minimierung der durch sie bewirkten Drosselung des Strömungsweges ausgewählt sind. Auch hierfür kann ein an der Innenwand des Rohrkörpers fixierter weiteren Haltering und zumindest eine den Innenraum des Halteringes überspannende weitere Befestigungsstange vorgesehen sein.

[0017] Als Arbeitsgas, mit dem der Arbeitsraum vorgefüllt wird, kommt beispielsweise Stickstoffgas (N₂) in Frage. Zusätzlich kann der Gasraum mit einer Zusatzmenge eines Alkohols, vorzugsweise Ethylenglykol, befüllt sein. Dadurch läßt sich das Volumen des Gasraumes zusätzlich zum Zweck einer Feineinstellung reduzieren. Bei entsprechend ausreichender Zusatzmenge des Alkohols ergibt sich eine Schutzfunktion für den Metallbalg, d.h. bevor das Kolbenteil, beispielsweise bei Überdruck im Fluidsystem, am Deckel des Metallbalges anschlägt, bildet sich zwischen Kolbenteil und Deckel ein schützendes Flüssigkeitspolster.

[0018] Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Druckspeichers;
• Fig. 2 eine perspektivische Schrägansicht lediglich der im Inneren des Speichergehäuses des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 vorgesehenen Dämpfereinheit, gesehen im wesentlichen in der in Fig. 1 mit Pfeil II angegebenen Blickrichtung, und
• Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende, perspektivische Schrägansicht der Dämpfereinheit, jedoch gesehen im wesentlichen in der in Fig. 1 mit Pfeil III angegebenen Blickrichtung.

[0019] Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckspeichers, das als Pulsationsdämpfer einsetzbar ist, weist als Speichergehäuse einen kreiszylindrischen Rohrkörper 1 mit einer Längsachse 3 auf. Der Rohrkörper 1 weist an seiner Innenwand 5 schmale Ringnuten 7 als Sitz für unten zu beschreibende Sprengringe auf sowie je ein Innengewinde 9 an beiden Endbereichen. Mit diesen Innengewinden 9 ist an beiden Enden ein Speicherdeckel 11 verschraubt, die beide gleich ausgebildet und über jeweils ein Dichtelement 13 am Rohrkörper 1 abgedichtet sind. Der in der Figur links gelegene Speicherdeckel 11 weist eine zentrale Einströmöffnung 15 auf, während der in den Figur rechts gelegene Speicherdeckel 11 eine entsprechende Ausströmöffnung 17 für das Fluid aufweist, dessen Druckschwankungen gedämpft werden sollen.

[0020] In konzentrisch zur Längsachse 3 gelegener Anordnung befindet sich im Innenraum des Rohrkörpers 1 die in den Fig. 2 und 3 gesondert dargestellte Dämpfereinheit, die in den letzt genannten Figuren als Ganzes mit 19 bezeichnet ist. Wesentlicher Bestandteil der Dämpfereinheit ist als Trennglied ein Metallbalg 21 in Form eines Faltenbalges kreiszylindrischer Gestalt, der in Fig. 1 in voll ausgezogenem Zustand dargestellt ist, der dem größten Volumen des im Inneren des Metallbalges 21 befindlichen Gasraumes 23 entspricht. Anstelle eines Faltenbalges könnte auch ein nicht näher dargestellter Membranbalg zum Einsatz kommen, der anstelle von übereinander angeordneten Falten über dahingehend angeordnete Membranpaare verfügt. Zur Bildung eines gehäusefesten Abschlusses des Gasraumes 23 ist ein Ende 25 des Metallbalges 21 mit einem Deckel 27 verschweißt. An seinem anderen Ende 29 ist der Metallbalg 21 mit einem Kolbenteil 31 verschweißt, das einen beweglichen Abschluss des Gasraumes 23 bildet und im Speichergehäuse eine axiale Arbeitsbewegung ausführen kann, die zu Volumenänderungen des Gasraumes 23 und des die Dämpfereinheit 19 umgebenden Fluidraumes 33 führt.

[0021] Der Deckel 27 ist über eine Tragstruktur an der Innenwand 5 des Rohrkörpers 1 fixiert. Diese Tragstruktur weist einen Haltering 35 auf, der mittels eines Sprengringes 37, der in der bereits erwähnten Ringnut 7 sitzt, gesichert ist. Der Haltering 35 wiederum ist über Befestigungsstangen 39 mit dem Seitenrand des Deckels 27 verbunden.

[0022] Wie aus Fig. 1 deutlich zu ersehen ist, hat das Kolbenteil 31 die Form eines Topfes, dessen kreiszylindrische Seitenwand 41 sich in den Innenraum des Metallbalges 21 hinein erstreckt, wobei die Eintauchtiefe in den Innenraum von der Kolbenstellung bei der Arbeitsbewegung des Kolbenteiles 31 abhängig ist. Wie erwähnt, hat das Kolbenteil 31 bei der Darstellung von Fig. 1 die dem größten Volumen des Gasraumes 23 entsprechende Endstellung, wobei das Kolbenteil 31 mit seinem offenen Topfrand an Stangen 43 anliegt, die Teil einer Anschlageinrichtung bilden. Diese Anschlageinrichtung ist durch eine ähnliche Struktur gebildet, wie sie auch als Tragstruktur für den Deckel 27 Verwendung findet, d. h. es ist ein Haltering 45 mittels eines Sprengringes 47 in der Ringnut 7 gesichert, wobei die Stangen 43 sich in ähnlicher Weise wie die Befestigungsstangen 39 am Haltering 35, sich vom Innenrand des Halteringes 45 erstrecken.

[0023] Der Deckel 27 weist einen zentralen Füllanschluss 49 auf, über den der Gasraum 23 mit einer Vorfüllung versehen werden kann, die aus dem Arbeitsgas, namentlich N₂, sowie einer Zusatzmenge aus einem Alkohol, vorzugsweise Ethylenglykol, besteht.

[0024] Da die beiden Speicherdeckel 11 lediglich eine Öffnung aufweisen, nämlich Einströmöffnung 15 bzw. Ausströmöffnung 17, kann ein großer Öffnungsquerschnitt vorgesehen sein, so dass große Durchflussmengen erreicht werden können. Damit ein großer Volumenstrom ohne merkliche Drosselung das Speichergehäuse durchströmen kann, sind der Innendurchmesser des Rohrkörpers 1 und der Außendurchmesser des Metallbalges 21 so gewählt, dass ein ausreichend großer Ringraum 51 als Teil des zum Fluidraum 33 gehörenden Strömungsweges zur Verfügung steht. Im Hinblick hierauf sind auch die Bauelemente der Tragstruktur für den Deckel 27 so gewählt, dass keine wesentliche Behinderung des Strömungsweges gegeben ist, d. h. sowohl der Haltering 35 als auch die Befestigungsstange 39 sind, wie aus den Figuren entnehmbar, schlank ausgebildet, so dass der äußere Rand des Deckels 27 verhältnismäßig ungehindert umströmt werden kann. Entsprechendes gilt für die Gestaltung der Anschlageinrichtung für das Kolbenteil 31, die mit schlank ausgebildetem Haltering 45 und schlanken Stangen 43 keinen beachtlichen Strömungswiderstand bildet.

[0025] Dadurch, dass das Speichergehäuse durch einen einfachen Rohrkörper 1 gebildet ist und der Gehäuseabschluss mittels gleich ausgebildeter Speicherdeckel 11 erfolgt, ergibt sich eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung. Da die Dämpfereinheit 19 als Baueinheit vorgefertigt werden kann, die als Ganzes in den Rohrkörper 1 eingesetzt und mittels Sprengringen 37, 47 fixiert werden kann, ergibt sich auch eine besonders einfache Montage. Die als Baueinheit vorgefertigte Dämpfereinheit besteht dabei insbesondere aus dem eigentlichen Metallbalg 21, sowie dem Kolbenteil 31 und dem Haltering 35.

[0026] Bei entsprechender Vorfüllmenge besteht eine Schutzfunktion für den Metallbalg 21, d.h. bevor das Kolbenteil 31 mit seiner freien Stirnseite an der zugewandten Fläche des Deckels 27 des Halteringes 35 anstößt, bildet sich zwischen den genannten Teilen eine Flüssigkeitsschicht. Hierdurch ist ausgeschlossen, dass auch ein weiterhin ansteigender Druck den Metallbalg 21 radial zusammendrücken könnte.

[0027] Im mit Gas vorgefüllten Zustand stützt sich das Kolbenteil 31 auf der Anschlageinrichtung 43 mit ihren Befestigungsstäben ab und der Metallbalg 21 befindet sich insoweit dann in seiner maximalen Streckung. In diesem Zustand ist er so ausgelegt, dass er dem inneren Gasvorfülldruck auf jedenfall Stand halten kann. In allen weiteren Betriebszuständen befindet sich der Metallbalg 21 in einem weitestgehend druckausgeglichenen Zustand. Er wird sich in Abhängigkeit des Systemdruckes und der in ihm herrschenden Gastemperatur zwischen dem unteren und oberen Extrempunkt befinden fähig alle Druckschwankungen für die er ausgelegt ist durch Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe zu dämpfen bzw. zu eliminieren. Das dahingehende Arbeitsprinzip entspricht dann dem eines klassischen hydropneumatischen Druckspeichers im Dämpfereinsatz.

[0028] Die Anschlageinrichtung 43 mit ihren Befestigungsstäben dient dem Abstützen des Kolbenteils 31 soweit der Systemdruck unter den Vorfülldruck im Inneren der Metallbalg-Baugruppe, gebildet aus den Komponenten Metallbalg 21, Kolbenteil 31, Haltering 35 sowie (Gas-)Füllanschluß fällt, was beispielsweise beim Vorfüllen des Metallbalgspeichers 21 mit Stickstoff geschehen kann. Das Abstützen der freien Stirnseite des Kolbenteils 31 ermöglicht einen freien Durchfluß der Speichereinrichtung, auch wenn der Systemdruck kleiner sein sollte als der Vorfülldruck; das Kolbenteil 31 kann dabei jedenfalls nicht die Fluidöffnung 15 im Deckel 11 versperren.

Ansprüche

1. Druckspeicher

- mit einem Speichergehäuse (1), das eine Längsachse (3) definiert und eine Einströmöffnung (15) und eine Ausströmöffnung (17) für ein Fluid aufweist,

- wobei zwei Arbeitsräume, nämlich ein Gasraum (23) für ein Arbeitsgas und ein Fluidraum (33), innerhalb des Speichergehäuses (1) fluiddicht durch ein balgartiges Trennglied (21) voneinander getrennt sind,

- wobei das Trennglied (21) an seinem einen Ende (25) mit einem einen gehäusefesten Abschluss des Gasraumes (23) bildenden Deckel (27) und an seinem anderen Ende (29) mit einem im Speichergehäuse (1) axial bewegbaren Kolbenteil (31) verbunden ist, das einen beweglichen Abschluss des Gasraumes (23) bildet, so dass Arbeitsbewegungen des Kolbenteiles (31) Volumenänderungen der an das Trenngl ied (21) angrenzenden Arbeitsräume bewirken,

- wobei Einströmöffnung (15) und Ausströmöffnung (17) jeweils an dem einen bzw. dem anderen der in Axialrichtung entgegengesetzten Enden des Speichergehäuses (1) vorgesehen sind,

- wobei das Speichergehäuse ein kreiszylindrischer Rohrkörper (1) ist, in dem das Trennglied (21) konzentrisch unter Bildung eines Ringraumes (51) zwischen Innenwand (5) des Rohrkörpers (1) und Außenseite des Trennglieds (21) aufgenommen ist,

- dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (1) in seiner Längsrichtung und in der Richtung der Arbeitsbewegung des Kolbenteiles (31) vom Fluid durchströmbar ist,

- dass der Ringraum (51) Teil eines Strömungsweges des Fluides zwischen Ei nströmöffnung (15) und Ausströmöffnung (17) bildet,

- dass der Deckel (27) des Trennglieds (21) an der Innenwand (5) des Rohrkörpers (1) über eine Tragstruktur (35, 39) fixiert ist, deren Strukturelemente im Hinblick auf eine Minimierung einer Drosselung am Strömungsweg zwischen Ringraum (51) und benachbarter Ausströmöffnung (17) ausgelegt sind, und

- dass die Tragstruktur einen an der Innenwand (5) des Rohrkörpers (1) fixierten Haltering (35) aufweist, mit dem der Deckel (27) des Trennglieds (21) über sich vom Seitenrand des Deckels (27) zum Haltering (35) hin erstreckende Befestigungsstangen (39) verbunden ist.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennglied ein Metallbalg (21) mit einer Vielzahl von übereinander angeordneten Falten oder Membranpaaren vorgesehen ist, der in seinem Innenraum den Gasraum (23) zwischen Deckel (27) und Kolbentei (31) begrenzt.

3. Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (31) an seiner an den Fluidraum (33) angrenzenden Seite einen das Volumen des Fluidraumes vergrößernden Hohlraum aufweist.

4. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (31) topfförmig mit kreiszylinderförmiger Seitenwand (41) ausgebildet ist, die sich in den kreiszylindrischen Innenraum des Metallbalges (21) entlang der Innenseite von dessen Falten mit entsprechend der Arbeitsbewegungen des Kolbenteiles (31) unterschiedlich großer Eintauchtiefe hinein erstreckt.

5. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Rohrkörpers (1) in solchem Maße größer gewählt ist als der Außendurchmesser des Trennglieds (21), dass der lichte Querschnitt des durch den Ringraum (51) gebildeten Strömungsweges gleich oder größer als der lichte Querschnitt von Einströmöffnung (15) und Ausströmöffnung (17) ist.

6. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlageinrichtung (43, 45) zur Begrenzung der das Volumen des Gasraumes (23) vergrößernden Arbeitsbewegung des Kolbenteiles (31) vorhanden ist.

7. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung (43, 45) durch eine Struktur gebildet ist, deren Strukturelemente im Hinblick auf die Minimierung der durch sie bewirkten Drosselung des Strömungsweges zwischen Einströmöffnung (15) und Ringraum (51) ausgewählt sind.

8. Druckspeicher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung durch einen an der Innenwand (5) des Rohrkörpers (1) fixierten weiteren Haltering (45) und zumindest eine weitere Befestigungsstange (43) gebildet ist, die sich zwischen einander im wesentlichen entgegengesetzten Bereichen des weiteren Halteringes (45) erstreckt.

9. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (23) zusätzlich zu einer Füllung mit Arbeitsgas mit einem Alkohol befüllt ist.

10. Druckspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol Ethylenglykol ist.

11. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (23) und der Fluidraum (33) durch das Trennglied (21) gasdicht voneinander getrennt sind.

12. Druckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher ein Pulsationsdämpfer ist.

Claims

1. A pressure accumulator

- comprising an accumulator housing (1) that defines a longitudinal axis (3) and has an inflow opening (15) and an outflow opening (17) for a fluid,

- two working chambers, namely a gas chamber (23) for a working gas and a fluid chamber (33), within the accumulator housing (1) are separated fluid-tight from one another by a bellows-like separating element (21),

- the separating element (21) being connected on its one end (25) to a cover (27) forming a housing-mounted termination of the gas chamber (23), and on its other end (29) to a piston part (31) which is axially moveable in the accumulator housing (1) and which forms a moveable termination of the gas chamber (23) so that working movements of the piston part (31) cause volume changes of the working chambers which border the separating element (21),

- the inflow opening (15) and the outflow opening (17) respectively being provided on ends of the accumulator housing (1) opposite the one or the other of the ends in the axial direction,

- the accumulator housing being a circular cylindrical tubular body (1) in which the separating element (21) is accommodated concentrically such as to form an annular space (51) between the inside wall (5) of the tubular body (1) and the outer side of the separating element (21),

- characterised in that fluid can flow through the accumulator housing (1) in its longitudinal direction and in the direction of the working movement of the piston part (31),

- that the annular space (51) forms part of a flow path of the fluid between the inflow opening (15) and the outflow opening (17),

- that the cover (27) of the separating element (21) is fixed on the inside wall (5) of the tubular body (1) by a support structure (35, 39), the structure elements of which are designed in view of minimising throttling on the flow path between the annular space (51) and the adjacent outflow opening (17), and

- that the support structure has a retaining ring (35) fixed on the inside wall of the tubular body (35) and to which the cover (27) of the separating element (21) is connected by means of fastening rods (39) extending from the side edge of the cover (27) to the retaining ring (35).

2. The pressure accumulator according to Claim 1, characterised in that the separating element is a metal bellows (21) with a plurality of folds or membrane pairs located over one another and which in its interior borders the gas chamber between the cover (27) and the piston part (31).

3. The pressure accumulator according to Claim 2, characterised in that the piston part (31) on its side bordering the fluid chamber (33) has a cavity which enlarges the volume of the fluid chamber.

4. The pressure accumulator according to Claim 3, characterised in that the piston part (31) is made cup-shaped with a circular cylindrical side wall (41) which extends into the circularly cylindrical interior of the metal bellows (21) along the inside of its folds with an immersion depth of varied magnitude according to the working movements of the piston part (31).

5. The pressure accumulator according to any of the preceding claims, characterised in that the inside diameter of the tubular body (1) is selected to be larger than the outside diameter of the separating element (21) to such a degree that the clear cross-section of the flow path formed by the annular space (51) is equal to or greater than the clear cross-section of the inflow opening (15) and the outflow opening (17).

6. The pressure accumulator according to any of the preceding claims, characterised in that there is a stop means (43, 45) for limiting the working movement of the piston part (31) which enlarges the volume of the gas chamber (23).

7. The pressure accumulator according to Claim 6, characterised in that the stop means (43, 35) is formed by a structure the structural elements of which are chosen in view of minimising the throttling of the flow path between the inflow opening (15) and the annular space (51).

8. The pressure accumulator according to Claim 6 or 7, characterised in that the stop means is formed by a further retaining ring (45) which is fixed on the inside wall (5) of the tubular body (1) and by at least one further fastening rod (43) which extends between regions of the retaining ring (45) which are essentially opposite one another.

9. The pressure accumulator according to any of the preceding claims, characterised in that the gas chamber (23) is filled with an alcohol in addition to being filled with working gas.

10. The pressure accumulator according to Claim 9, characterised in that the alcohol is ethylene glycol.

11. The pressure accumulator according to any of the preceding claims, characterised in that the gas chamber (23) and the fluid chamber (33) are separated from one another gas-tight by the separating element (21).

12. The pressure accumulator according to any of the preceding claims, characterised in that the pressure accumulator is a pulsation damper.

Revendications

1. Accumulateur de pression

- comprenant un corps (1) d'accumulateur, qui définit un axe (3) longitudinal et qui a une ouverture (15) d'entrée et une ouverture (17) de sortie pour un fluide,

- dans lequel deux espaces de travail, à savoir un espace (23) pour du gaz pour un gaz de travail et un espace (33) pour du fluide, sont séparés l'un de l'autre à l'intérieur du corps (1) de l'accumulateur d'une manière étanche au fluide par un séparateur (21) de type à soufflet,

- dans lequel le séparateur (21) est relié à l'une de ses extrémités (25) à un couvercle (27) formant une fermeture, fixée au corps, de l'espace (23) pour du gaz et à son autre extrémité (29) à une partie (31) de piston mobile axialement dans le corps (1) de l'accumulateur, qui forme une fermeture mobile de l'espace (23) pour du gaz, de sorte que des mouvements de travail de la partie (31) de piston entraînent des variations de volume des espaces de travail voisins du séparateur (21),

- dans lequel l'ouverture (15) d'entrée et l'ouverture (17) de sortie sont prévues respectivement à l'une ou à l'autre des extrémités, opposées dans la direction axiale, du corps (1) de l'accumulateur,

- dans lequel le corps de l'accumulateur est un corps (1) tubulaire cylindrique de section circulaire, dans lequel le séparateur (21) est reçu concentriquement en formant un espace (51) annulaire entre la paroi (5) intérieure du corps (1) tubulaire et la face extérieure du séparateur (21),

- caractérisé en ce que le corps (1) de l'accumulateur peut être parcouru par du fluide dans sa direction longitudinale et dans la direction du déplacement de travail de la partie (31) de piston,

- en ce que l'espace (51) annulaire forme une partie d'un trajet d'écoulement du fluide entre l'ouverture (15) d'entrée et l'ouverture (17) de sortie,

- en ce que le couvercle (27) du séparateur (21) est immobilisé sur la paroi (5) intérieure du corps (1) tubulaire par une structure (35, 39) portante, dont les éléments sont conçus en vue de minimiser un étranglement du trajet du courant entre l'espace (51) annulaire et l'ouverture (17) de sortie voisine, et

- en ce que la structure portante a un anneau (35) de maintien, qui est immobilisé sur la paroi (5) intérieure du corps (1) tubulaire et auquel le couvercle (27) du séparateur (21) est relié par des barres (39) de fixation s'étendant du bord latéral du couvercle (27) vers l'anneau (35) de maintien.

2. Accumulateur de pression suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme séparateur, un soufflet (21) métallique ayant une pluralité de plis ou de paires de membranes disposés les uns au dessus des autres, soufflet qui délimite dans son espace intérieur l'espace (23) pour du gaz entre le couvercle (27) et la partie (31) de piston.

3. Accumulateur de pression suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (31) de piston a sur son côté voisin de l'espace (33) pour du fluide, un espace vide agrandissant le volume de l'espace pour du fluide.

4. Accumulateur de pression suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la partie (31) de piston est constituée en forme de pot en ayant une paroi (41) latérale en forme de cylindre de section circulaire, paroi qui s'étend dans l'espace intérieur cylindrique de section circulaire du soufflet (21) métallique le long du côté intérieur de ses plis à des profondeurs de pénétration différentes correspondant aux mouvements de travail de la partie (31) de piston.

5. Accumulateur de pression suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du corps (1) tubulaire est choisi plus grand que le diamètre extérieur du séparateur (21), de manière à ce que la section transversale libre du trajet d'écoulement formé par l'espace (51) annulaire soit supérieure ou égale à la section transversale libre de l'ouverture (15) d'entrée et de l'ouverture (17) de sortie.

6. Accumulateur de pression suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif (43, 45) de butée est prévu pour limiter le déplacement de travail de la partie (31) de piston qui agrandit le volume de l'espace (23) pour du gaz.

7. Accumulateur de pression suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif (43, 45) de butée est formé par une structure, dont les éléments sont choisis en vue de minimiser l'étranglement qu'ils provoquent du trajet du courant entre l'ouverture (15) d'entrée et l'espace (51) annulaire.

8. Accumulateur de pression suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif de butée est formé par un autre anneau (45) de maintien, immobilisé sur la paroi (5) intérieure du corps (1) tubulaire et par au moins une autre barre (43) de fixation, qui s'étend entre des parties sensiblement opposées l'une à l'autre de l'autre anneau (45) de maintien.

9. Accumulateur de pression suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace (23) pour du gaz est, supplémentairement à un remplissage par du gaz de travail, empli d'un alcool.

10. Accumulateur de pression suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'alcool est de l'éthylène glycol.

11. Accumulateur de pression suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace (23) pour du gaz et l'espace (33) pour du fluide sont séparés l'un de l'autre d'une manière étanche au gaz par le séparateur (21).

12. Accumulateur de pression suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accumulateur de pression est un amortisseur de pulsations.

Zeichnung