DE10103172A1 - Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, mit einem Speichergehäuse (10), einem in diesem angeordneten Trennelement, das im Speichergehäuse einen an einen gasseitigen Zugang (14) angrenzenden Gasraum (16) von einem Fluidraum (18) trennt, der an einen fluidseitigen Zugang (20) angrenzt, welcher einen Fluid-Anschlußstutzen (22) aufweist, und mit einem am Anschlußstutzen (22) befindlichen Ventilträger (40) mit Fluiddurchlässen (42) und mit einem tellerartigen Ventilkörper (32), der über einen Kraftspeicher (52) in seine den Fluiddurchgang freigebende Offenstellung vorgespannt und durch eine Bewegung des Trennelementes (12) in seine Schließstellung bewegbar ist. Dadurch, daß der Ventilkörper integraler, insbesondere einstückiger Bestandteil des Ventilträgers (40) ist, der entlang seines Außenumfanges (56) innerhalb des Anschlußstutzens (22) in diesem längsverfahrbar geführt ist, ist ein Hydrospeicher geschaffen, der vergleichsweise einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, mit einem Speichergehäuse, einem in diesem angeordneten Trennelement, das im Speichergehäuse einen an einen gasseitigen Zugang angrenzenden Gasraum von einem Fluidraum trennt, der an einen fluidseitigen Zugang angrenzt, welcher einen Fluidanschlußstutzen aufweist, und mit einem am Anschlußstutzen befindlichen Ventilträger mit Fluiddurchlässen und mit einem tellerartigen Ventilkörper, der über einen Kraftspeicher in seine den Fluiddurchgang freigebende Offenstellung vorgespannt und durch eine Be­ wegung des Trennelementes in seine Schließstellung bewegbar ist.

Hydrospeicher dieser Art sind handelsüblich. In einem von der Firma Man­ nesmann Rexroth herausgegebenen Fachbuch "Der Hydrauliktrainer", Bd. 1, ist auf Seite 165 ein Blasenspeicher der eingangs genannten Art dargestellt und beschrieben. Bei dem bekannten Blasenspeicher ist die Ventilanord­ nung als Sitzventil ausgebildet, wobei am dem Fluidraum zugekehrten End­ rand des Anschlußstutzens als feststehender Ventilsitz eine Kegelfläche aus­ gebildet ist, die mit einer entsprechenden Kegelfläche an einem Ventilteller des beweglichen Ventilkörpers zusammenwirkt. Dieser ist ähnlich gestaltet wie die bei ventilgesteuerten Verbrennungsmotoren üblichen Steuerventile, d. h. der Ventilteller befindet sich an einem Schaft, der für die zwischen Offenstellung und Schließstellung verlaufende Ventilhubbewegung in einer Ventilführung als Ventilträger geführt ist, die Bestandteil des Anschlußstut­ zens ist.

Nachteilig hierbei sind die sich ergebenden hohen Herstellungskosten auf­ grund des erforderlichen Aufwandes für die Herstellung und die Bearbei­ tung der durch diese Ventilbauweise bedingten Vielzahl an Einzelteilen. Um eine einwandfreie Funktion der Ventilanordnung zu gewährleisten, muß die in den Anschlußstutzen eingebaute Ventilführung hinsichtlich der Fertigungstoleranzen sowohl bezüglich der Fluchtung als auch der Passung sorgfältig gestaltet sein. Außerdem ist eine entsprechende Bearbeitung der den Ventilsitz bildenden Kegelflächen erforderlich, was ebenso die Her­ stellkosten erhöht wie die Tatsache, daß zumindest der Ventilteller des Ven­ tilkörpers in Schmiedebauweise hergestellt ist.

Der Erfindung stellt sich ausgehend von diesem Stand der Technik die Auf­ gabe, einen Hydrospeicher zu schaffen, der vergleichsweise einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

Bei einem Hydrospeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe er­ findungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilkörper einstückiger Bestand­ teil des Ventilträgers ist, der entlang seines Außenumfanges innerhalb des Anschlußstutzens in diesem längsverfahrbar geführt ist. Durch den Wegfall einer gesonderten, in den Anschlußstutzen einzubauenden Ventilkonstruk­ tion ergibt sich eine wesentliche Verringerung des Aufwandes für Herstel­ lung, Bearbeitung und Zusammenbau. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, den Ventilkörper als Bestandteil des Ventilträgers in der Art eines Einsatzmoduls auszubilden und die dahingehende Modulkomponente läßt sich rasch und in einfacher Weise in den Fluid-Anschlußstutzen einführen und dort längsverfahrbar festlegen. Im Hinblick auf den modularen Auf­ bau lassen sich in der Art eines Baukastens rasch und einfach Anpassungen an geänderte Größenverhältnisse, insbesondere im Hinblick auf den An­ schlußstutzen, für den Hydrospeicher vornehmen. Da der Ventilträger au­ ßenumfangsseitig entlang des Innenumfanges des Anschlußstutzens geführt ist, läßt sich dergestalt die Führungsfläche vergrößern, so daß eine sichere, paßgenaue Führung erreichbar ist, was die Funktionssicherheit der erfin­ dungsgemäßen Lösung erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydro­ speichers sind die Fluiddurchlässe im Ventilträger diametral zu seiner Längsachse und zur Längsachse des Ventilkörpers einander gegenüberlie­ gend angeordnet. Auf diese Art und Weise läßt sich einfach und kostengün­ stig die benötigte Anzahl an Fluiddurchlässen im Ventilträger vorsehen.

Sofern vorzugsweise der Kraftspeicher in Form einer Druckfeder sich mit seinem einen Ende am Anschlußstutzen und mit seinem anderen Ende am Ventilträger abstützt, unterstützt dies den modularen Aufbau der Lösung und die Druckfeder läßt sich in einfacher und kostengünstiger Weise in den Anschlußstutzen einlegen. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß in der maximal möglichen Offenstellung des Ventilkörpers der Ventilträger gegen einen Anschlag im Anschlußstutzen stößt und daß in der vollständigen Schließstellung des Ventilkörpers dieser zumindest mit seinem Tellerrand in Anlage mit dem Anschlußstutzen ist.

Sofern bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hy­ drospeichers der Anschlag durch einen Sicherungsring gebildet ist, der in eine Ausnehmung am Innenumfang des Anschlußstutzens eingreift, läßt sich der Sicherungsring über eine Montagenut am Außenumfang des Ventilträgers sicher in die Ausnehmung am Anschlußstutzen einbringen, so daß mit einem einfachen Verrastungsvorgang entgegen der Wirkung der Druck­ feder in nur einem Vorgang sich die Montage des Einsatzmoduls vollständig ausführen läßt. Die Wegstrecke zwischen Anschlag und dem endseitigen Auslauf der Montagenut ist dabei derart insbesondere größer bemessen, als der freie Verfahrweg des Ventilkörpers von der maximal möglichen Offen­ stellung bis zu seiner vollständigen Schließstellung, um später einen hemm­ freien Betrieb des Ventilkörpers mit Ventilträger zu erreichen.

Sofern vorzugsweise der Ventilkörper mit Ventilträger in spanender Bearbei­ tung als Drehteil konzipiert ist, läßt sich die erfindungsgemäße Ventilein­ richtung aus einem stangenförmigen Grundmaterial mittels üblicher Dreh­ automaten in ausgesprochen kostengünstiger Weise realisieren, wobei die bisher üblich eingesetzten Schmiedeverfahren für den Ventilteller eine deut­ liche Kostensteigerung mit sich bringen. Vorzugsweise ist des weiteren vor­ gesehen, die Fluiddurchlässe in kostengünstiger Weise im Ventilträger in Form von Einzelbohrungen zu verwirklichen.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Hydrospeicher anhand einer Aus­ führungsform nach der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen dabei in prin­ zipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig. 1 teilweise in Ansicht, teilweise im Längsschnitt gezeichnet ei­ nen bekannten Hydrospeicher in Form eines Blasenspeichers;

Fig. 2 in perspektivischer Ansicht einen Schnitt durch die Ventilein­ richtung nach der Erfindung mit Anschlußstutzen;

Fig. 3 einen entsprechenden Längsschnitt gemäß der Darstellung der Anordnung nach der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt einen üblichen, im Stand der Technik nachweisbaren Bla­ senspeicher mit einem als Druckgehäuse ausgebildeten Speichergehäuse 10. In dem Speichergehäuse 10 ist ein elastisch nachgiebiges Trennelement 12 angeordnet, das einen an einen gasseitigen Zugang 14 angrenzenden Gasraum 16 von einem Fluidraum 18 trennt, der an einen fluidseitigen Zu­ gang 20 angrenzt. Der genannte fluidseitige Zugang 20 weist einen Fluidan­ schlußstutzen 22 auf, der in der Art eines Hohlzylinders ausgebildet ist. In Blickrichtung auf die Fig. 1 gesehen weist der Anschlußstutzen 22 an seiner unteren Innenseite eine Anschlußstelle 24 mit Innengewinde auf, an das eine Fluidleitung anschließbar ist. An seinem gegenüberliegenden Ende weist der Anschlußstutzen 22 eine Verbreiterung 26 auf, die innenumfangs­ seitig mit einer Anlageschräge 28 versehen ist für die Anlage des unteren Tellerrandes 30 eines Ventilkörpers 32 in seiner Schließstellung (nicht dar­ gestellt). Zum Festlegen des Fluid-Anschlußstutzens 22 am unteren offenen Ende des Speichergehäuses 10 dienen Festlegeringe 34, die einmal im Inne­ ren des Speichergehäuses 10 angeordnet sind und einmal gemäß der Dar­ stellung nach der Fig. 1 außerhalb. Für die Verspannung der Festlegeringe 34 gegeneinander zwecks Festlegen des Anschlußstutzens 22 am unteren Speichergehäuserand dient eine Kontermutter 36, die auf ein Außengewin­ de 38 des Anschlußstutzens 22 aufschraubbar ist.

In der Mitte des Anschlußstutzens 22 im Bereich des fluidführenden Teils des Hydrospeichers ist ein Ventilträger 40 mit diametral einander gegen­ überliegenden Fluiddurchlässen 42 angeordnet. Die dahingehenden Fluiddurchlässe 42 verbinden die Anschlußstelle 24 fluidführend mit dem Fluid­ raum 18 des Hydrospeichers. Der Ventilträger 40 ist entlang der Mitten­ längsachse 44 mit einer Zentralbohrung versehen, durch die ein Ventil­ schaft 46 des tellerartigen Ventilkörpers 32 hindurchgreift, wobei, wie die Darstellung nach der Fig. 1 zeigt, das freie Ende des Ventilschaftes 46 mit einer Schraubverbindung 48 versehen ist. Zwischen dem unteren Ende des eigentlichen Ventiltellers 50 des Ventilkörpers 32 und einer oberen An­ schlagfläche des Ventilträgers 40 erstreckt sich ein Kraftspeicher in Form einer Druckfeder 52. Der dahingehende Kraftspeicher 52 spannt den Ven­ tilkörper 32 gemäß der Darstellung nach der Fig. 1 in seine den Fluiddurch­ gang freigebende Offenstellung und durch eine Bewegung des Trennele­ mentes 12 in Richtung des fluidseitigen Zuganges 20 gelangt der Ventilkör­ per 32 in seine Schließstellung, bei der der Tellerrand 30 des Ventilkörpers 32 in dichtende Anlage mit der Anlageschräge 28 des Fluid- Anschlußstutzens 22 gerät. Des weiteren ist über Dichtstellen 54 in übli­ cher und daher nicht näher beschriebener Art und Weise eine fluiddichte Absicherung des Inneren des Speichergehäuses 10 gegenüber der Umge­ bung im Bereich des Anschlußstutzens 22 erreicht.

Der dahingehende Aufbau für einen Hydrospeicher ist üblich und Stand der Technik. Aus dem vorstehend Beschriebenen wird deutlich, daß der Her­ stellaufwand für den Anschlußstutzen 22 mit integriertem Ventilträger 40 und dem Festlegen des Ventilkörpers 32 am Ventilträger 40 über die Schraubverbindung 48 erheblich ist, was zu hohen Gestehungskosten führt. Ferner trägt zu den hohen Herstellkosten mit bei, daß zumindest der Ventil­ teller 50 des Ventilkörpers 32 als Schmiedebauteil ausgestaltet ist. Demge­ genüber soll mit der erfindungsgemäßen Lösung gemäß der Darstellung nach den Fig. 2 und 3 eine kostengünstigere Realisierung erreicht werden, wobei für die Erläuterung der Erfindung dieselben Bezugszeichen, wie vorstehend beschrieben, für die Bauteile verwendet werden, sofern diese sich von ihrer Funktion her entsprechen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist der Ventilkörper 32 integraler, insbe­ sondere einstückiger Bestandteil des Ventilträgers 40, der entlang seines Außenumfanges 56 innerhalb des Anschlußstutzens 22 in diesem längsver­ fahrbar geführt ist. Zur Führung des kolbenartigen Ventilträgers 40 entlang des Anschlußstutzens 22 verfügen beide Komponenten über entsprechend ausgebildete zylindrische Führungsflächen, die eine hemmfreie Verfahrbe­ wegung erlauben. Die Bauabmessungen für den Ventilträger 40 sind derart bemessen, daß die Höhe vergleichbar seinem Durchmessermaß entspricht, wobei die derart gewählten Abmessungen eine sichere und geradlinige Führung gewährleisten. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind vier Fluid­ durchlässe 42 (vgl. Fig. 2) im Ventilträger 40 diametral zu seiner Längsachse 44 und mithin zur Längsachse des Ventilkörpers 32 einander gegenüberlie­ gend angeordnet. Nach außen hin sind die genannten Fluiddurchlässe 42 durch die Außenwand des Ventilträgers 40 begrenzt, wobei die verbleiben­ de Restwandstärke, wie die Darstellungen zeigen, nur noch gering bemes­ sen ist. Nach innen hin sind die Fluiddurchlässe 42 durch den Ventilschaft 46 begrenzt, der einstückig in das sonstige Körpergehäuse des Ventilträgers 40 übergeht.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kraftspeicher 52 in Form einer Druckfeder unterhalb des kolbenartigen Ventilträgers 40 angeordnet, wobei sich die Druckfeder mit ihrem einen unteren Ende am Anschlußstutzen 22 abstützt und mit ihrem anderen, gegenüberliegenden Ende am Ventilträger 40. Für die Abstützung der Druckfeder 52 an ihrem unteren Ende weist der Anschlußstutzen 22 eine nach innen vorstehende Anlageschulter 58 auf und an ihrem oberen Ende stützt sich die Druckfeder 52 an der Ringbegrenzungswand 60 des Ventilträgers 40 ab, so daß die vier Fluiddurchlässe 42 in Richtung der Anschlußstelle 24 für den Fluidanschluß (nicht darge­ stellt) freigehalten sind.

In der in den Fig. 2 und 3 gezeigten maximal möglichen Offenstellung des Ventilkörpers 32 stößt der Ventilträger 40 gegen einen Anschlag 62 im An­ schlußstutzen 22 an, so daß der Verfahrweg des Ventilträgers 40 nach oben hin durch diesen Anschlag 62 begrenzt ist. In der vollständigen Schließstel­ lung (nicht gezeigt) des Ventilkörpers 32 liegt dessen unterer Tellerrand 30 an der Anlageschräge 28 des Anschlußstutzens 22 an. In dieser Schließstel­ lung ist der Fluiddurchgang vom Fluidraum 18 in Richtung der Anschluß­ stelle 24 über die Fluiddurchlässe 42 in Form von Längsbohrungen gesperrt. Der Anschlag 62 ist durch einen Sicherungsring 64 gebildet, der in der Art eines üblichen Sprengringes ausgebildet ist. In der Einbausituation greift der dahingehende, ringförmig elastisch nachgiebige Sicherungsring 64 in eine halbkreisförmige Ausnehmung 66 am Innenumfang 68 des Anschlußstut­ zens 22 ein.

Zum Herstellen der dahingehenden Verbindung wird der Sicherungsring 64 zunächst über eine Montagenut 70, die sich ringförmig längs des Außenum­ fanges 72 des Ventilträgers 40 erstreckt, in diesen außerhalb des Anschluß­ stutzens 22 eingesetzt. Nach Einlegen der Druckfeder 52 in das Innere des Anschlußstutzens 22 läßt sich dann der Ventilträger 40 mit Ventilkörper 32 und Sicherungsring 64 entgegen der Wirkung der Druckfeder 52 so lange in den Anschlußstutzen 22 einschieben, bis die Montagenut 70 mit dem Si­ cherungsring 64 in Höhe der Ausnehmung 66 am Innenumfang 68 des An­ schlußstutzens 22 gelangt. Aufgrund der Eigenelastizität schnappt dann der Sicherungsring 64 nach außen in die Ausnehmung 66 ein und bildet derge­ stalt unverlierbar dann den Anschlag 62. In der dahingehenden Einbausituation ist dann die Ventileinheit sicher innerhalb des Anschlußstutzens 22 festgelegt und in der maximal möglichen Offenstellung drückt die Druckfe­ der 52 den Ventilträger 40 gegen den Anschlag 62, so daß dergestalt unver­ lierbar der Ventilträger 40 im Anschlußstutzen 22 gehalten ist. Die freie Wegstrecke zwischen Anschlag 62 und dem endseitigen Auslauf der Mon­ tagenut 70 ist jedenfalls größer gewählt als der freie Verfahrweg des Ventil­ körpers 32 von der gezeigten, maximal möglichen Offenstellung bis zu sei­ ner vollständigen Schließstellung, bei der der Tellerrand 30 des Ventilkör­ pers 32 in Anlage ist mit der Anlageschräge 28 am oberen freien Ende des Anschlußstutzens 22. Aufgrund der Eigenelastizität des Sicherungsringes 64 besteht darüber hinaus nicht die Gefahr, daß dieser in die Montagenut 70 zurückfedern könnte.

Der Ventilträger 40 mit Ventilkörper 32 und mithin mit dem Ventilteller 50 ist als sog. Drehteil durch spanende Bearbeitung an üblichen Drehmaschi­ nenautomaten zu erhalten. Die dahingehende spanende Bearbeitung ist gegenüber der sonst üblichen Herstellung als Schmiedeteil ausgesprochen kostengünstig. Die Fluiddurchlässe 42 im Ventilträger 40 sind in Form von Einzelbohrungen verwirklicht, die auf der gegenüberliegenden Seite des Ventiltellers 50 in den Ventilträger 40 eingebracht werden. Der Sicherungs­ ring 64 läßt sich in üblicher Weise durch Zugang über die Fluiddurchlässe 42 aus der Ausnehmung 66 am Anschlußstutzen 22 entfernen, so daß inso­ fern die Ventilbaueinheit als modulare Komponente ohne weiteres gegen eine neue ausgetauscht werden kann, sofern eine Reparatur od. dgl. not­ wendig werden sollte. Die beschriebene, erfindungsgemäße Lösung läßt sich sehr kostengünstig herstellen und einfach montieren, was deutlich die Gestehungskosten für Hydrospeicher senkt. Die beschriebene Verwendung der erfindungsgemäßen Ventilsystemeinheit ist nicht auf Blasenspeicher als Hydrospeicher beschränkt, sondern kann beispielsweise auch bei Kolbenspeichern Anwendung finden, bei denen das Trennelement 12 aus einem Trennkolben (nicht dargestellt) gebildet ist.

Claims (9)

1. Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, mit einem Speichergehäu­ se (10), einem in diesem angeordneten Trennelement, das im Speicher­ gehäuse einen an einen gasseitigen Zugang (14) angrenzenden Gasraum (16) von einem Fluidraum (18) trennt, der an einen fluidseitigen Zugang (20) angrenzt, welcher einen Fluid-Anschlußstutzen (22) aufweist, und mit einem am Anschlußstutzen (22) befindlichen Ventilträger (40) mit Fluiddurchlässen (42) und mit einem tellerartigen Ventilkörper (32), der über einen Kraftspeicher (52) in seine den Fluiddurchgang freigebende Offenstellung vorgespannt und durch eine Bewegung des Trennelemen­ tes (12) in seine Schließstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper integraler, insbesondere einstückiger Bestandteil des Ventilträgers (40) ist, der entlang seines Außenumfanges (56) inner­ halb des Anschlußstutzens (22) in diesem längsverfahrbar geführt ist.

2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchlässe (42) im Ventilträger (40) diametral zu seiner Längsachse (44) und zur Längsachse (44) des Ventilkörpers (32) einander gegenüber­ liegend angeordnet sind.

3. Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (52) in Form einer Druckfeder sich mit seinem einen Ende am Anschlußstutzen (22) und mit seinem anderen Ende am Ventil­ träger (40) abstützt.

4. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der maximal möglichen Offenstellung des Ventilkörpers (32) der Ventilträger (40) gegen einen Anschlag (62) im Anschluß­ stutzen (22) stößt und daß in der vollständigen Schließstellung des Ven­ tilkörpers (32) dieser zumindest mit seinem Tellerrand (30) in Anlage mit dem Anschlußstutzen (22) ist.

5. Hydrospeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ schlag (62) durch einen Sicherungsring (64) gebildet ist, der in eine Ausnehmung (66) am Innenumfang (68) des Anschlußstutzens (22) ein­ greift.

6. Hydrospeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Si­ cherungsring (64) über eine Montagenut (70) am Außenumfang (72) des Ventilträgers (40) in die Ausnehmung (66) am Anschlußstutzen (22) ein­ bringbar ist.

7. Hydrospeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstrecke zwischen Anschlag (62) und dem endseitigen Auslauf der Montagenut (70) größer ist als der freie Verfahrweg des Ventilkörpers (32) von der maximal möglichen Offenstellung bis zu seiner vollständi­ gen Schließstellung.

8. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (52) mit Ventilträger (40) in spanender Bearbeitung als Drehteil konzipiert ist.

9. Hydrospeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchlässe (42) im Ventilträger (40) in Form von Einzelbohrungen verwirklicht sind.