HYDROSPEICHER IN FORM EINES BALGSPEICHERS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher mit den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Hydrospeicher mit einem als bewegbares Trennelement dienenden Balg sind bekannt und finden auf verschiedenen technischen Gebieten Anwendung, beispielsweise bei hydraulischen Bremssystemen für Fahrzeuge und den verschiedensten industriellen Hydrauliksystemen. Die DE 10 2008 061 221 A1 zeigt beispielsweise einen Balgspeicher, bei dem als bewegliches Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite ein Metallbalg vorgesehen ist.

[0003] Balgspeicher zeichnen sich durch mehrere vorteilhafte Eigenschaften aus. So lassen sich durch Ausziehen und Zusammenziehen des Balges verhältnismäßig große Volumenänderungen der im Speichergehäuse befindlichen Medienräume realisieren. Auch sind als bewegliches Trennelement vorgesehene Metallbälge gegenüber den Wechselbelastungen, wie sie im Betrieb, insbesondere bei einem Einsatz als Pulsationsdämpfer, auftreten können, verhältnismäßig robust und weisen gute Dichteigenschaften ohne Diffusionsverluste auf. Diesen Eigenschaften steht jedoch entgegen, dass Metallbälge, die für den Einsatz bei Hydrospeichern in Frage kommen, verhältnismäßig teure Bauteile sind, so dass die Herstellung der Balgspeicher verhältnismäßig kostenintensiv ist.

[0004] Die DE 102 53 012 A1 offenbart einen Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers mit einem Speichergehäuse, in dem der eine vorgebbare Anzahl Falten aufweisende Balg ein bewegbares Trennelement zwischen Gasseite und Fluidseite bildet, wobei eine Distanzeinrichtung vorgesehen ist, die innerhalb des Speichergehäuses angeordnet und unter Bildung eines zusätzlichen Medienraumes mit dem Inneren des Balges in Fluidverbindung ist und an den Balg benachbart angrenzt, wobei die Distanzeinrichtung die Form eines Topfes besitzt, der mit seiner Öffnung an einem offenen Ende des Balges mit fluiddichter Verbindung angebracht ist.

[0005] Weitere Hydrospeicher mit Distanzeinrichtungen, welche in einer Bewegungseinrichtung eines Schließteils eines Balges einen Anschlag bilden, gehen unter anderem aus der DE 142 55 38 A1, DE 10 2006 025 552 A1, JP S57-98396, GB 603 363 sowie WO 03/016723 A2 und JP H05 340401 A hervor.

[0006] Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Balgspeicher zur Verfügung zu stellen, der rationell und kostengünstig herstellbar ist.

[0007] Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Balgspeicher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

[0008] Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung besteht demgemäß darin, dass

• der Topf im Speichergehäuse axial unbeweglich gehalten ist und an seiner Öffnung die Festlegestelle für das unbewegbare Ende des Balges bildet, oder
• der Topf am bewegbaren Ende des Balges angeordnet ist, dessen unbewegbares Ende am Speichergehäuse festgelegt ist, und
• das Gehäuseabschlussteil durch einen Sprengring gesichert und mittels eines Dichtelementes gegenüber dem Speichergehäuse abgedichtet ist.

[0009] Dadurch, dass mittels der Distanzeinrichtung zusätzlich zu dem Volumen des Arbeitsraumes, das das Innere des Balges bei dessen Arbeits- oder Hubbewegungen bildet und das von der Geometrie und der Anzahl der Balgverhalten abhängig ist, von der Distanzeinrichtung ein Zusatzvolumen zur Verfügung steht, lässt sich ein gewünschtes Gesamtvolumen der Arbeitsräume im Speichergehäuse durch einen kleiner dimensionierten Faltenbalg mit einer entsprechend geringeren Anzahl von Falten verwirklichen. Durch die Benutzung kleinerer Faltenbälge ergibt sich somit eine wesentliche Verringerung der Herstellungskosten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich durch unterschiedliche Wahl der Größe des von der Distanzeinrichtung zur Verfügung gestellten Zusatzvolumens unterschiedliche Gesamtvolumina mit Bälgen jeweils gleicher Faltenzahl realisieren lassen. Durch die Möglichkeit der Benutzung gleichartiger Bälge für Hydrospeicher unterschiedlicher Spezifikationen eröffnet sich die Möglichkeit einer weiteren Kostenverringerung durch Benutzung von Bälgen, die einer Standardgröße entsprechen und somit in größeren Stückzahlen rationell und preisgünstig herstellbar sind.

[0010] Die Distanzeinrichtung besitzt die Form eines Topfes, der mit seiner Öffnung an einem offenen Ende des Balges mit fluiddichter Verbindung angebracht ist. Auf einfache Weise lässt sich hierbei durch eine entsprechend gewählte Tiefe des Topfes das gewünschte Zusatzvolumen zur Verfügung stellen.

[0011] Die Anordnung kann so getroffen sein, dass der Topf im Speichergehäuse axial unbeweglich gehalten ist und an seiner Öffnung die Festlegestelle für das unbewegbare Ende des Balges bildet.

[0012] Alternativ kann jedoch der Topf als bewegbares Element am bewegbaren Ende des Balges angeordnet sein, dessen unbewegbares Ende in diesem Falle am Speichergehäuse festgelegt sein kann.

[0013] In beiden Fällen kann mit besonderem Vorteil das Innere des Balges der Gasseite zugeordnet sein, dass also das Volumen des vom Topf gebildeten zusätzlichen Medienraumes zusammen mit dem Inneren des Balges das Volumen der Gasseite definiert, so dass für den Betrieb des Hydrospeichers ein entsprechend großes Volumen an Arbeitsgas zur Verfügung steht.

[0014] Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen mit axial unbewegbar angeordnetem Topf befindet sich dessen Boden an einem Ende des Speichergehäuses und weist einen Gas-Füllanschluss für ein Arbeitsgas auf.

[0015] Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Topf mit dem bewegbaren Ende des Balges in Verbindung ist, kann das unbewegbare Ende des Balges an einem sich an einem Ende des Speichergehäuses befindenden Gehäuseteil festgelegt sein, an dem ein Gas-Füllanschluss für Arbeitsgas vorgesehen ist.

[0016] Mit besonderem Vorteil kann das Gehäuseabschlussteil einen Anschlag bilden, der Bewegungen des Balges auf einen Hub begrenzt, der einem vorgegebenen Maximalvolumen aus Volumen des Inneren des Balges und dem Zusatzvolumen des Topfes entspricht.

[0017] Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydrospeichers, halbseitig in Seitenansicht und halbseitig im Längsschnitt dargestellt;

Fig.2

eine der Fig.1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3

in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels und

Fig. 4

in der Fig. 2 entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels.

[0018] Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele weisen ein Speichergehäuse 1 auf, das einen halbzylinderförmigen Innenraum aufweist und an dem in der Zeichnung obenliegenden Ende 3 bis auf eine zentrale Öffnung 5 geschlossen ist. Am unteren Ende 7 ist das Speichergehäuse 1 durch ein Gehäuseabschlussteil 9 geschlossen, das einen zentral gelegenen Fluidanschluss 11 aufweist, der zu der im Innenraum befindlichen Fluidseite 13 führt. Das Abschlussteil 9 ist durch einen Sprengring 15 gesichert und mittels eines Dichtelementes 17 gegenüber dem Speichergehäuse 1 abgedichtet. Das Gehäuseabschlussteil 9 hat die Form einer ebenen Platte, wobei an der dem Innenraum zugewandten Ebene ein elastomeres Ringelement 19 in einer Ringnut angeordnet ist, das über die Ebene des Abschlussteils 9 geringfügig vorsteht.

[0019] Als Trennelement zwischen der Fluidseite 13 und einer Gasseite 25 befindet sich im Innenraum des Speichergehäuses 1 ein metallischer Balg 21 mit einer vorgegeben Anzahl von Balgfalten 23, die in den Figuren nur teilweise beziffert sind. Der Balg 21 ist an dem in der Zeichnung obenliegenden Ende 27 offen und an seinem anderen, unteren Ende 29 geschlossen, wobei bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.1 ein Schließteil 31 in Form einer dünnen Platte vorgesehen ist, die sich an die letzte Balgfalte 23 am bewegbaren Ende 29 des Balges 21 anschließt. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.1 ist der Balg 21 mit seinem anderen, offenen Ende 27 mit einer Distanzeinrichtung verbunden, die die Form eines Topfes 33 hat, der im Speichergehäuse 1 axial unbewegbar festgelegt ist. Der Topf 33 ist am Rand 35 seiner Öffnung mit der letzten Falte 23 des Balges 21 verbunden, so dass der Innenraum des Topfes 33 mit dem Inneren des Balges 21 in Fluidverbindung ist und somit ein Zusatzvolumen zum Volumen des Balges 21 bildet. Gleichzeitig bildet der Öffnungsrand 35 des Topfes 33 die Festlegestelle für das unbewegbare Ende 27 des Balges 21. Der über ein Dichtelement 37 außenseitig gegenüber dem Speichergehäuse 1 abgedichtete Topf 33 weist am Topfboden einen Gas-Füllanschluss 39 auf, der über die Öffnung 5 des Speichergehäuses 1 zugänglich ist. Bei dem in Fig.1 dargestellten Betriebszustand, bei dem auf der Gasseite 25 und damit innerhalb des Topfes 33 und im Inneren des Balges 21 ein Vorspanndruck herrscht und die Fluidseite 13 drucklos ist, bildet das Gehäuseabschlussteil 9 für das Schließteil 31 am bewegbaren Ende 29 des Balges 21 einen Anschlag zur Hubbegrenzung, wobei das am Abschlusssteil 9 befindliche Ringelement 19 eine nachgiebige Anlagestelle bildet.

[0020] Das Beispiel von Fig.2 unterscheidet sich demgegenüber insofern, als das in der Figur obenliegende, unbewegliche offene Ende 27 nicht mit der Distanzeinrichtung verbunden ist, sondern an einem Gehäuseteil 41 festgelegt ist, das sich am oberen Ende 3 des Speichergehäuses 1 befindet und, wie der Topf 33 des ersten Ausführungsbeispiels, mittels eines Dichtelements 37 abgedichtet ist. In ähnlicher Weise wie bei dem Topf 33 des ersten Ausführungsbeispiels befindet sich auch im Gehäuseteil 41 im Zentralteil ein Gas-Füllanschluss 39, der über die Öffnung 5 zugänglich ist. Anders als beim Beispiel von Fig.1 ist ein als Distanzeinrichtung dienender Topf 33 nicht am unbewegbaren Ende 27, sondern am bewegbaren Ende 29 des Balges angebracht, wobei der Topf 33, als mit dem Balg 21 bewegbares Bauelement, dünnwandig ausgebildet ist und mit seinem Topfboden 43 bei Maximalhub des Balges 21 zur Hubbegrenzung mit dem nachgiebigen Ringelement 19 des Gehäuseabschlussteils 9 in Anlage kommt.

[0021] Das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 unterscheidet sich vom Beispiel von Fig. 1 lediglich insofern, als das Speichergehäuse 1 die Form eines Rohres besitzt, das vom unteren Ende 7 bis zum oberen Ende 3 innenseitig durchgehend ist. Während sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 der das Zusatzvolumen des Balges 21 bildende Topf 33 an dem geschlossenen oberen Ende 3 des Speichergehäuses 1 abstützt, ist bei dem Beispiel von Fig. 3 der Topf 33 am oberen offenen Rohrende 3 des Speichergehäuses 1 mittels eines Sprengringes 61 gesichert.

[0022] Das Beispiel von Fig. 4 entspricht dem Ausführungsbeispiel von Fig.2, abgesehen davon, dass das Speichergehäuse 1 wiederum als Rohrkörper ausgebildet ist. Dementsprechend ist das mit dem unbewegbaren Ende 27 verbundene Gehäuseteil 41 am offenen Rohrende 3 des Speichergehäuses 1 mittels eines Sprengringes 61 axial gesichert.

[0023] Die Herstellung des Speichergehäuses 1 aus einem Rohrkörper ermöglicht eine besonders einfache, rationelle und kostengünstige Herstellung des Balgspeichers.

[0024] Wie ersichtlich, lassen sich mit Bälgen 21 mit der gleichen Anzahl von Balgfalten 23 erfindungsgemäße Hydrospeicher unterschiedlicher Spezifikationen gestalten, indem durch Wahl der Tiefe des jeweiligen Topfes 33 ein Mindestvolumen vorgegeben ist, das bei zusammengezogenem Balg 21 im Wesentlichen dem Volumen des Topfes 33 entspricht. Andererseits ist durch Wahl der axialen Länge des Speichergehäuses 1 das Maximalvolumen des anderen Medienraumes vorgegeben, das sich an der Außenseite des zusammengezogenen Balges 21 befindet.

Ansprüche

1. Hydrospeicher in Form eines Balgspeichers, mit einem Speichergehäuse (1), in dem der eine vorgebbare Anzahl Falten (23) aufweisende Balg (21) ein bewegbares Trennelement zwischen Gasseite (25) und Fluidseite (13) bildet, wobei eine Distanzeinrichtung (33) vorgesehen ist, die innerhalb des Speichergehäuses (1) angeordnet und unter Bildung eines zusätzlichen Medienraumes mit dem Inneren des Balges (21) in Fluidverbindung ist, und die Form eines Topfes (33) besitzt, der mit seiner Öffnung (35) an einem offenen Ende des Balges (21) mit fluiddichter Verbindung angebracht ist, wobei das Volumen des vom Topf (33) gebildeten zusätzlichen Medienraumes zusammen mit dem Inneren des Balges (21) das Volumen der Gasseite definiert, wobei am unteren Ende (7) des Speichergehäuses (1) dieses durch ein Gehäuseabschlussteil (9) geschlossen ist, das einen zentral gelegenen Fluidanschluss (11) aufweist, der zu der im Innenraum befindlichen Fluidseite (13) führt, wobei

- der Topf (33) im Speichergehäuse (1) axial unbeweglich gehalten ist und an seiner Öffnung (35) die Festlegestelle für das unbewegbare Ende (27) des Balges bildet, oder

- der Topf (33) am bewegbaren Ende (29) des Balges (21) angeordnet ist, dessen unbewegbares Ende am Speichergehäuse (1) festgelegt ist, und dadurch gekennzeichnet, dass

- das Gehäuseabschlussteil (9) durch einen Sprengring (15) gesichert und mittels eines Dichtelementes (17) gegenüber dem Speichergehäuse (1) abgedichtet ist.

2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Boden des axial unbewegbaren Topfes (33) an dem anderen Ende (3) des Speichergehäuses (1) befindet und einen Gas-Füllanschluss (39) für ein Arbeitsgas aufweist.

3. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das unbewegbare Ende (27) des Balges (21) an einem sich an dem anderen Ende
(3) des Speichergehäuses (1) befindenden Gehäuseteil (41) festgelegt ist, an dem ein Gas-Füllanschluss (39) für ein Arbeitsgas vorgesehen ist.

4. Hydrospeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseabschlussteil (9) einen Anschlag bildet, der Bewegungen des Balges (21) auf einen Hub begrenzt, der einem vorgegebenen Maximalvolumen aus Volumen des Inneren des Balges (21) und dem Zusatzvolumen des Topfes (33) entspricht.

Claims

1. Hydraulic accumulator in the form of a bellows accumulator, comprising an accumulator housing (1), in which the bellows (21) comprising a pre-definable number of folds (23) forms a movable separating element between the gas side (25) and the fluid side (13), a spacer apparatus (33) being provided and arranged inside the accumulator housing (1), said spacer apparatus being in fluidic connection with the inside of the bellows (21) forming an additional media chamber and assuming the form of a cup (33), which is attached with its opening (35) to an open end of the bellows (21) with a fluid-tight connection, wherein the volume of the additional media chamber formed by the cup (33), together with the inside of the bellows (21), defines the volume of the gas side, wherein, at the lower end (7) of the accumulator housing (1), said housing is closed by a housing closure part (9), which comprises a centrally located fluid port (11), which leads to the fluid side located in the inner chamber, wherein

- the cup (33) in the accumulator housing (1) is held such that it is axially immobile and, at its opening (35), forms the fixing side for the immobile end (27) of the bellows or

- the cup (33) is arranged at the movable end (29) of the bellows (21), the immobile end thereof being fixed on the accumulator housing (1) and characterised in that

- the housing closing part (9) is secured by a snap ring (15) and sealed from the accumulator housing (1) by means of a sealing element.

2. Hydraulic accumulator according to claim 1, characterised in that the base of the axially immobile cup (33) is located at the other end (3) of the accumulator housing (1) and comprises a gas filling port (39) for a work gas.

3. Hydraulic accumulator according to claim 1, characterised in that the immobile end (27) of the bellows (21) is fixed to a housing part (41) located at the other end (3) of the accumulator housing (1), a gas filling port (39) for a work gas being provided on said housing part.

4. Hydraulic accumulator according to any one of the preceding claims, characterised in that the housing end part (9) forms a stop which limits movements of the bellows (21) to a stroke which corresponds to a pre-defined maximum volume made up of the volume of the inside of the bellow (21) and the additional volume of the cup (33).

Revendications

1. Accumulateur hydraulique sous la forme d'un accumulateur à soufflet, comprenant une enveloppe (1) d'accumulateur, dans laquelle un soufflet (21) ayant un nombre, pouvant être donné à l'avance, de plis (23) forme un élément de séparation mobile entre un côté (25) pour du gaz et un côté (13) pour du fluide, dans lequel il est prévu un élément (33) de mise à distance, qui est disposé dans l'enveloppe (1) de l'accumulateur et qui, en formant un espace supplémentaire pour des fluides, est en communication fluidique avec l'intérieur du soufflet (21) et qui possède la forme d'un pot (33), qui, par son ouverture (35), est mis en liaison, d'une manière étanche au fluide, à une extrémité ouverte du soufflet (21), dans lequel le volume de l'espace supplémentaire pour des fluides formé par le pot (33), ensemble avec l'intérieur du soufflet (21), définit le volume du côté pour le gaz,
dans lequel, à l'extrémité inférieure de l'enveloppe (1) de l'accumulateur, celle-ci est fermée par une partie (9) de fermeture de l'enveloppe, qui a un raccord (11) pour du fluide disposé de manière centrale, qui mène au côté (13) pour du fluide se trouvant dans l'espace intérieur,
dans lequel

- le pot (33) est maintenu immobile axialement dans l'enveloppe (1) de l'accumulateur et forme, à son ouverture (35), le point de fixation de l'extrémité (27) immobile du soufflet, ou

- le pot (33) est disposé à l'extrémité (29) mobile du soufflet (21), dont l'extrémité immobile est fixée à l'enveloppe (1) de l'accumulateur et caractérisé en ce que

- la partie (9) de fermeture de l'enveloppe est fixée par un jonc (15) et est rendue étanche par rapport à l'enveloppe (1) de l'accumulateur au moyen d'un élément (17) d'étanchéité.

2. Accumulateur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fond du pot (33) immobile axialement se trouve à l'autre extrémité (3) de l'enveloppe (1) de l'accumulateur et a un raccord (39) de remplissage de gaz pour un gaz de travail.

3. Accumulateur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (27) immobile du soufflet (21) est fixée à une partie (41) de l'enveloppe, qui se trouve à l'autre extrémité (3) de l'enveloppe (1) de l'accumulateur et où un raccord (39) de remplissage de gaz est prévu pour un gaz de travail.

4. Accumulateur hydraulique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (9) de fermeture de l'enveloppe forme une butée, qui limite des déplacements du soufflet (21) à une course, qui correspond à un volume maximum donné à l'avance, composé du volume de l'intérieur du soufflet (21) et du volume supplémentaire du pot (33).

Zeichnung