DE10228700B3

DE10228700B3 - Fluidtechnische Vorrichtung wie Arbeitszylinder und Speicher, insbesondere Hydrospeicher

Info

Publication number: DE10228700B3
Application number: DE10228700A
Authority: DE
Inventors: Armin Kort; Herbert Baltes
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: EP1516124B1; DE50306117D1; EP1516124A1; ATE349619T1; ES2278150T3; WO2004003393A1

Abstract

Bei einer fluidtechnischen Vorrichtung wie Arbeitszylinder und Speicher, insbesondere Hydrospeicher, vorzugsweise Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse 9 definierenden Gehäuse, das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse 9 konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel 11 geschlossen ist, der durch einen ihn zumindest teilweise umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil des Gehäuses formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist, ist zur Sicherung des Deckels 11 auch gegen ein Verdrehen relativ zur Längsachse 9 eine den verformten Wandteil des Gehäuses aufnehmende, in den Umfang des Deckels 11 eingearbeitete Nut 31 vorgesehen, die auf zumindest einem Teil einer den Deckel 11 umgebenden Windung eine Gewindesteigung besitzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fluidtechnische Vorrichtung wie Arbeitszylinder und Speicher, insbesondere Hydrospeicher, vorzugsweise Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse definierende Gehäuse, das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel geschlossen ist, durch einen ihn zumindest teilweise umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil des Gehäuses formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist.

Vorrichtungen dieser Art sind handelsüblich und finden in Verbindung mit Hydrauliksystemen verbreitete Anwendung. Ein Kolbenspeicher dieser Art wird beispielsweise von „Parker Hydraulics" unter der Handelsbezeichnung ACP Series Accumulator vertrieben und ist in einer Ausführungsform in 1 zu dieser Anmeldung dargestellt. Vergleichbare Vorrichtungen sind auch Gegenstand der EP 1128073 A1 sowie der DE 196 06 220 C2 .

Solche Vorrichtungen zeichnen sich durch vergleichsweise niedrige Herstellungskosten aus, weil die Befestigung der das Gehäuse abschließenden Deckel durch Ausbildung eines formschlüssigen Eingriffes zwischen Deckel und dem ihn umgebenden Wandteil des Gehäuses einfach und rationell erfolgen kann, indem die den Deckel umgebende Wand, beim Kolbenspeicher das betreffende Zylinderrohr, durch Rollieren so verformt wird, dass ein radial nach innen vorstehender Ringwulst gebildet wird, der in eine zugeordnete Ringnut im Umfang des Deckels eingreift.

Die hinsichtlich der einfachen und kostengünstigen Fertigung vorteilhafte Art der Befestigung eines oder beider Gehäusedeckel der bekannten Vorrichtungen führt jedoch zu Problemen im Hinblick auf Betriebseigenschaften und führt zu Schwierigkeiten beim Einbau. Zwar gewährleistet der Formschluß zwischen Deckel und dem ihn umringenden, durch Rollieren verformten Wandteil des Gehäuses die axiale Sicherung des betreffenden Deckels, dieser ist jedoch bei Auftreten von Drehmomenten gewisser Stärke relativ zur Längsachse verdrehbar. Dies führt beispielsweise zu Problemen, wenn beim Einbau solcher Vorrichtungen in ein Hydrauliksystem mittels Verschraubungen, die etwa den flüssigkeitsseitigen Deckel beispielsweise mit dem Ausgang einer Hydropumpe verbinden, durch Anzugskräfte der Verschraubung Drehmomente am betreffenden Deckel wirken. Auch im Betrieb können auftretende Kräfte, beispielsweise Vibrationen, zu einem Verdrehen des Deckels relativ zum Gehäuse führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der betrachteten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist, sich trotzdem aber durch eine verbesserte Verbindung zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel auszeichnet.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Sicherung des Deckels auch gegen ein Verdrehen relativ zur Längsachse eine den verformten Wandteil des Gehäuses aufnehmende, in den Umfang des Deckels eingearbeitete Nut vorgesehen ist, die auf zumindest einem Teil einer den Deckel umgebenden Windung eine Gewindesteigung besitzt.

Dadurch, dass erfindungsgemäß der verformte Wandteil des Gehäuses, beispielsweise des Zylinderrohres des betreffenden Speichers oder Arbeitszylinders, in eine Nut des Deckels eingepreßt ist, die auf zumindest einer Teilwindung mit einer Gewindesteigung verläuft, ist der Formschluß gegen Verdrehung um die Längsachse hemmend, d. h. die Verbindung zwischen Deckel und Gehäuse bildet nicht nur eine Sicherung gegen Axialkräfte sondern auch eine wirksame Verdrehsicherung.

Die durch den formschlüssigen Eingriff zwischen dem verformten Wandteil des Gehäuses und der Nut im Umfang des Deckels gebildete Verdrehsicherung ist in besonderen Maße wirksam, wenn die Gewindesteigung über die Länge der Windung veränderlich ist. Der Deckel ist daher selbst bei auftretenden hohen Drehmomenten, wie sie beispielsweise beim Anschrauben von Armaturen aufgrund des Anzugsdrehmomentes der Verschraubung am Deckel wirken können, gegen Verdrehung gesichert.

Die Anordnung kann so getroffen sein, dass sich die Gewindesteigung über die Länge der Windung in einem Änderungssinne kontinuierlich ändert. Bei derartigem Verlauf der Nut, längs deren das den Gehäusewandteil verformende Press- oder Rollierwerkzeug beim Herstellungsvorgang nachgeführt werden muß, vereinfacht sich aufgrund des stetigen Verlaufs der Nut der Steuerungsaufwand für die Führung des Werkzeuges, so dass eine besonders rationelle und einfache Fertigung ermöglicht ist.

Vorzugsweise erstreckt sich die im Deckel befindliche Nut über mehr als eine Windung, wobei die Nut vorteilhafterweise über ihre gesamte Länge eine entsprechende Gewindesteigung aufweisen kann.

Die Erfindung ermöglicht die einfache und kostengünstige Herstellung von Kolbenspeichern mit einem als Speichergehäuse dienenden Rohr, in dem ein die Gasseite von der Flüssigkeitsseite trennender Kolben verschiebbar ist, wobei das Zylinderrohr an beiden Enden durch einen Deckel geschlossen ist, von denen einer oder beide Deckel mittels der erfindungsgemäß gestalteten Verbindung mit dem Zylinderrohr gegen Verdrehen gesichert sind, wobei die Verdrehsicherung vorzugsweise zumindest an dem an der Flüssigkeitsseite befindlichen Deckel ausgebildet ist, an dem beim Anbringen angeschraubter Armaturen Anzugsdrehmomente angreifen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 einen stark schematisch vereinfachten Längsschnitt einer fluidtechnischen Vorrichtung in Form eines Kolbenspeichers gemäß dem Stande der Technik;

2 eine gegenüber 1 in größerem Maßstab gezeichnete Seitenansicht eines Gehäusedeckels eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

3 einen Diametralschnitt des Deckels von 2, eingebaut in das der Flüssigkeitsseite zugeordnete Ende des Zylinderrohres eines Kolbenspeichers.

In den Zeichnungen, in denen 1 einen Kolbenspeicher bekannter Art und die 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Hydrospeichers zeigen, sind zugehörige Dichtelemente, die jeweils zur Abdichtung zwischen Gehäusedeckel und Speichergehäuse dienen, zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
Bei den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich um Kolbenspeicher, bei denen ein Zylinderrohr 1 als Speichergehäuse vorgesehen ist. Als Werkstoff für das Zylinderrohr 1 ist Stahl mit einer für die Verformung mittels Eindrücken oder Rollieren geeigneten Duktilität vorgesehen. Das Zylinderrohr 1 enthält einen nur in 1 eingezeichneten Kolben 3 als Trennelement zwischen Flüssigkeitsseite 5 und Gasseite 7 des Speichers. Die zur Längsachse 9 konzentrische Öffnung des Zylinderrohres 1 ist am Ende an der Flüssigkeitsseite 5 durch einen kreisrunden Gehäusedeckel 11 abgeschlossen. An der Gasseite 7 ist die zur Längsachse 9 konzentrische Öffnung des Zylinderrohres 1 endseitig durch einen Gehäusedeckel 13 abgeschlossen. Dieser weist eine zentrale Bohrung 15 für ein Gasventil auf. Der Deckel 11 an der Flüssigkeitsseite 5 weist ebenfalls eine zentrale Bohrung 17 zur Herstellung einer Verbindung mit einem Hydrauliksystem auf.
Jeder Deckel 11, 13 weist in seinem dem Kolben 3 zugewandten Endbereich eine in seinen Umfang eingearbeitete Ringnut 19 als Sitz für ein in den Fig. nicht dargestelltes Dichtelement auf, beispielsweise einen O-Ring. Bei dem in 1 gezeigten, bekannten Kolbenspeicher befindet sich in jedem Deckel 11, 13, von der Ringnut 19 axial gegen das äußere Ende des betreffenden Deckels hin versetzt, eine weitere Ringnut 21, die in den Umfang des Deckels eingearbeitet ist. Diese Ringnut 21 dient zur axialen Sicherung des Deckels 11, 13 im Zylinderrohr 1, indem ein formschlüssiger Eingriff zwischen Zylinderrohr 1 und Ringnut 21 durch einen Eindrück- oder Rolliervorgang gebildet wird, bei dem am Umfang des Zylinderrohres 1 eine äußere Kerbe 23 gebildet wird, durch die ein nach innen verformter Ringwulst 25 erzeugt wird, der in die Ringnut 21 eingreift.
Bei dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei es sich ebenfalls um das Beispiel eines Kol benspeichers handelt, ist zur Bildung eines formschlüssigen Eingriffs zwischen Zylinderrohr 1 und Deckel 11 in dessen Umfang ebenfalls eine Nut 31 eingearbeitet, und zwar in dem Umfangsbereich zwischen der für das Dichtelement vorgesehenen Ringnut 19 und dem äußeren Ende 33 des Deckels 11. Diese Nut 31, die den Deckel 11 beim dargestellten Beispiel in etwas mehr als eineinhalb Windungen umringt, verläuft mit einer Gewindesteigung, wie am besten aus 2 zu ersehen ist. Wie der Zeichnung entnehmbar ist, ist beim vorliegenden Beispiel die Gewindesteigung über die Gewindelänge veränderlich. Wie dargestellt, ist die Gewindesteigung in dem der Ringnut 19 benachbarten Anfangsbereich am größten und verringert sich stetig im Verlauf der Windungen bis zu dem Ende der Nut 31, das dem äußeren Ende 33 des Deckels 11 benachbart ist.
Wie in 3 dargestellt ist, ist das Zylinderrohr in dem den eingebauten Deckel 11 umgebenden Wandteil durch einen Eindruck- oder Rolliervorgang in die Nut 31 hinein verformt, wobei an der Außenseite des Zylinderrohres 1 eine dieses umringende Einkerbung 35 und ein entsprechender innerer Ringwulst 37 gebildet werden, der in die Nut 31 des Deckels 11 formschlüssig eingreift:
Dadurch, dass bei der Erfindung die Sicherung des Deckels 11 im Unterschied zum Stand der Technik nicht durch Eindrücken von Wandteilen des Zylinderrohres in eine geradlinig verlaufende Nut des Deckels erfolgt, sondern durch den Eingriff in eine mit einer Steigung bezüglich der Achse 9 verlaufende, also schräge Nut, ergibt sich nicht nur eine Sicherung des Deckels 11 gegen Axialkräfte, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, sondern auch eine Sicherung gegen Verdrehen des Deckels 11 relativ zum Zylinderrohr 1. Dabei ist die Wirkung der Selbsthemmung am stärksten ausgeprägt, wenn sich die Größe der Steigung über die Windungslänge ver ändert, so dass eine Verdrehsicherung auch gegenüber hohen, wirkenden Drehmomenten gegeben ist. Der Herstellungsvorgang gestaltet sich besonders einfach, wenn sich die Gewindesteigung in einem Änderungssinne kontinuierlich entsprechend einer stetigen Funktion ändert, die der Programmierung der Steuerung für die Nachführbewegung des Werkzeuges beim Eindruck- oder Rolliervorgang zugrundegelegt wird.

Claims

Fluidtechnische Vorrichtung wie Arbeitszylinder und Speicher, insbesondere Hydrospeicher, vorzugsweise Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse (9) definierenden Gehäuse (1), das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse (9) konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel (11) geschlossen ist, der durch einen ihn zumindest teilweise umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil (25) des Gehäuses (1) formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung des Deckels (11) auch gegen ein Verdrehen relativ zur Längsachse (9) eine den verformten Wandteil (25) des Gehäuses (1) aufnehmende, in den Umfang des Deckels (11, 13) eingearbeitete Nut (31) vorgesehen ist, die auf zumindest einem Teil einer den Deckel (11) umgebenden Windung eine Gewindesteigung besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung über die Länge der Windung veränderlich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung sich über die Länge der Windung in einem Änderungssinne kontinuierlich ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Deckel (11) befindliche Nut (31) sich über mehr als eine Windung erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31) über ihre gesamte Länge eine Gewindesteigung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Form eines Kolbenspeichers mit einem als Speichergehäuse dienenden Zylinderrohr (1), in dem ein die Gasseite (7) von der Flüssigkeitsseite (5) trennender Kolben (3) verschiebbar ist, wobei das Zylinderrohr (1) an beiden Enden durch einen Deckel (11, 13) geschlossen ist, von denen zumindest der an der Flüssigkeitsseite (5) befindliche Deckel (11) gegen Verdrehen gesichert ist.