DE3728555A1 - Kolbendruckspeicher fuer hydraulikoel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbendruckspeicher für Hy­ drauliköl.

Derartige Kolbendruckspeicher dienen als Energiespeicher z.B. für mit einer Druckflüssigkeit betriebene Aggregate oder Motoren.

Es ist bekannt, zum Starten der Hilfsgasturbine (APU) in einem Fluggerät, das ein Hydrauliksystem an Bord hat, anstelle von schweren Elektrostartern leichte Hydraulikmo­ toren zu verwenden. Die Startenergie muß dann einem nach­ ladbaren Hydraulikspeicher entnommen werden.

Allgemein bekannt ist ein Kolbendruckspeicher, in dem der Kolben an der Innenwand des Druckgehäuses geführt ist. Ein derartiger Kolbendruckspeicher hat mit steigendem Druck höhere Leckverluste an der Kolbenführung, da sich das Druckgehäuse aufweitet. Die Aufweitung und damit die Leck­ verluste können nur durch dickwandigeres und damit schwe­ reres Druckgehäuse reduziert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen insbeson­ dere für hohe Drücke einsetzbaren leichten Kolbendruck­ speicher anzugeben, dessen Dichtheit unabhängig vom Spei­ cherdruck ist.

Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Anordnung eines im Druckgehäuse getrennt angeordneten Speichergehäuses trennt die bei Druckaufbau belastete Wand des Druckgehäuses von der den Kolben führenden Wand des Speichergehäuses. Auf diese Weise führt eine Aufweitung des Druckgehäuses nicht zu Undichtigkeiten an dem das Hydrauliköl vom Druckgas trennenden Kolben.

Vorteilhaft haben das Druckgehäuse und das Speichergehäuse eine gemeinsame Längsachse, wobei die Umfangsfläche des Druckgehäuses mit konstantem Abstand zur Umfangsfläche des Speichergehäuses angeordnet ist. Durch diese koaxiale Anordnung ist der mit Gas gefüllte Druckraum ein Ringraum, der sich über die gesamte Länge des Speichervolumens er­ streckt. Der Druck im Druckraum wirkt von einer Seite auf die Umfangsfläche des Speichergehäuses; diesem Druck ent­ gegengesetzt wirkt der Druck des Hydrauliköls im Speicher­ gehäuse. Auf diese Weise ist die Wandung des Speicherge­ häuses druckfrei, so daß sie sehr dünnwandig ausgeführt werden kann und der im Speichergehäuse geführte Trennkol­ ben unabhängig vom Ladungszustand eine gleichbleibende Dichtheit aufweist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Druckspeichers verbin­ det eine hohe Lebensdauer mit einer langen Speicherzeit ohne Leckverluste, so daß ein derartiger leicht bauender Kolbendruckspeicher insbesondere zum Betrieb eines hydrau­ lischen Startmotors der Hilfsgasturbine (APU) in einem Fluggerät einsetzbar ist. Das erfindungsgemäße Prinzip der Trennung von Speicher- und Druckgehäuse ist auch für ande­ re Einsatzmöglichkeiten und Einbaulagen des Speichers anwendbar.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein im folgenden näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt ist.

Der im Schnitt gezeigte Druckspeicher besteht aus einem äußeren, länglichen Druckgehäuse 3 dessen Enden etwa halb­ kreisförmig abgerundet sind. Im Druckgehäuse 3 ist ein Speichergehäuse 2 angeordnet, das im wesentlichen aus einem dünnen einseitig geschlossenen zylindrischen Rohr besteht. In dem Ausführungsbeispiel haben beide Gehäuse 2 und 3 eine gemeinsame Längsachse 11, so daß das Druckge­ häuse koaxial mit einem festen Abstand z zum Speicherge­ häuse 2 liegt. Der so gebildete Ring-Druckraum 4 ist zur Aufnahme eines Druckgases vorgesehen. Das zylindrische Speichergehäuse 2 und das Druckgehäuse 3 haben eine ge­ meinsame Stirnwand 9, in der ein Flüssigkeitsanschluß 10 zum Speichervolumen 5 im Speichergehäuse 2 angeordnet ist. Vorteilhaft dient die Stirnwand 9 des Speichergehäuses 2 als Verschlußdeckel des als Flasche ausgebildeten Druckge­ häuses 3.

Im Zylinderrohr des Speichergehäuses 2 ist ein Hohlkolben 1 angeorndet, der einen zur Stirnwand 9 gewölbten Kolben­ boden mit daran anschließendem Kolbenschaft aufweist, in dem zwei Dichtringe 13 und 14 angeordnet sind. Der Kolben 1 weist einen inneren Hohlraum 12 auf.

Das offene Ende 8 des als Speichergehäuse 2 vorgesehenen Zylinderrohrs liegt mit geringem Abstand zum Boden der das Druckgehäuse 3 bildenden Druckflasche, so daß der Hohlraum 12 des Kolbens unmittelbar mit dem ringförmigen Druckraum 4 kommuniziert. Auf diese Weise ist die dem Hohlraum 12 zugewandte Stirnseite 7 des Hohlkolbens 1 mit dem Druckgas beaufschlagt, während die das Speichervolumen 5 begrenzen­ de Stirnseite 6 des Hohlkolbens 1 mit dem Druck des im Speichervolumen 5 befindlichen Hydrauliköls beaufschlagt ist.

Die Anordnung eines vom Druckgehäuse 3 getrennten Spei­ chergehäuses 2, in dem der das Hydrauliköl vom Druckgas trennende Hohlkolben 1 geführt ist, stellt sicher, daß auch bei aufgeladenem Speicher und den dann herrschenden Drücken (ca. 210 bar) die Wand des Speichergehäuses 2 nicht verformt wird. Dies deshalb, da die Wand einerseits von dem unter Druck stehendem Druckgas im Druckraum 4 und andererseits von dem unter Druck stehenden Hydrauliköl im Speichervolumen 5 beaufschlagt und somit druckausgeglichen ist. Die Dichtigkeit des Kolbens im Zylinderrohr (Spei­ chergehäuse 2) ist somit unabhängig vom Druck im Speicher und somit unabhängig von seinem Ladezustand.

Ein derartig aufgebauter, leichter Druckspeicher eignet sich zur Anwendung in einem Fluggerät zum Start einer Hilfsgasturbine (APU), die mit einem entsprechend ausge­ bildeten Hydraulikmotor zu starten ist. Die Startenergie wird dem im Betrieb des Fluggerätes nachladbaren erfin­ dungsgemäßen Druckspeicher entnommen.

Claims (5)

1. Kolbendruckspeicher für Hydrauliköl, gekennzeichnet durch ein äußeres Druckgehäuse (3) mit einem darin angeordneten Speichergehäuse (2) für das Hy­ drauliköl, wobei im Speichergehäuse (2) ein das Speicher­ volumen (5) begrenzender Kolben (1) verschiebbar geführt ist, dessen eine Stirnseite (6) vom Hydrauliköl und dessen andere Stirnseite (7) von einem im Druckgehäuse (3) einge­ füllten Druckgas kraftbeaufschlagt ist.

2. Kolbendruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergehäuse (2) ein stirnseitig zum Druckgehäuse (3) offener Zylinder ist.

3. Kolbendruckspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (3) und das Speichergehäuse (2) eine gemeinsame Stirnwand (9) aufwei­ sen.

4. Kolbendruckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (3) und das Speichergehäuse (2) eine gemeinsame Längsachse haben.

5. Kolbendruckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Druckge­ häuses (3) mit konstantem Abstand (z) zur Umfangsfläche des Speichergehäuses (2) angeordnet ist.