DE4035785C2

DE4035785C2 - Blasenspeicher

Info

Publication number: DE4035785C2
Application number: DE4035785A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Killing
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-11-10
Filing date: 1990-11-10
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2010-11-11
Also published as: US5653263A; FR2669081A1; JPH04266602A; DE4035785A1; FR2669081B1; JP3088521B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Blasenspeicher nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige bekannte Blasenspeicher weisen in einem Druckbehälter eine elastische Trennwand in Form einer Blase auf, die den Druckbehälter in einen Gasraum und einen Flüssigkeitsraum unter teilt. Diese Blase wird durch ein neutrales Gas, z. B. Stickstoff, mit einer bestimmten Vorspannung aufgefüllt. Durch unter Druck stehende Flüssigkeit, die in den Flüssigkeitsraum eindringt, wird das Volumen des Gasraumes verkleinert. Die Entnahme von Flüssigkeit erfolgt unter der Einwirkung des Gasdruckes. Die zur Trennung des Gas- und Flüssigkeitsraumes eingesetzten Wände der Blase unterliegen unterschiedlichen Beanspruchungen und haben daher unterschiedlichen Ansprüchen zu genügen, z. B. Temperaturbeständigkeit, großer Ein satztemperaturbereich, geringe Gasdurchlässigkeit, Walk- Scher- und Dehnfestigkeit, Abriebfestigkeit. Der Werkstoff muß den chemischen Beanspruchungen gewachsen sein, ohne zerstört zu werden oder unzulässig zu quellen. Bei der maximalen Betriebstemperatur soll das Material nicht erweichen oder verhärten und bei der mini malen Betriebstemperatur noch ausreichend flexibel sein. Bei der artigen bekannten Blasenspeichern bestehen die ein- oder mehr schichtig aufgebauten Blasenwände aus einem einzigen Werkstoff oder einer einheitlichen Werkstoffkombination, deren Auswahl immer einen Kompromiß im Hinblick auf die unterschiedlichen Beanspruchungsarten der einzelnen Blasenbereiche darstellt.

Mehrschichtige Blasenwände sind beispielsweise bekannt aus der DE-OS 28 52 912. Es ist auch be kannt, Blasen zonenartig aufzubauen, indem beispielsweise ein Oberteil und ein Unterteil getrennt hergestellt und anschließend zusammen in einen Behälter eingesetzt werden (US-PS 3 067 776). Es ist auch be kannt, die Blasenwände durch unterschiedliche geometrische Ausbildung, insbesondere durch Variation der Wanddicke, zonenartig auszubilden (DE-AS 22 09 645). Eingesetzte Werkstoffe sind beispielsweise Acryl nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Butyl-Kautschuk (IIR), Fluor-Kautschuk (FKM), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ).

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Blasenspeicher mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die als Trennschicht dienende Blasenwand im Hinblick auf die unterschied lichen Belastungen der unterschiedlichen Blasenbereiche nahezu ideal ausgebildet ist. Ein derartiger Blasenspeicher zeichnet sich durch ein hohes Maß an Dichtheit und lange Lebensdauer aus.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt einen Längsschnitt durch einen Blasenspeicher.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Blasenspeicher weist einen zylindrischen, oben und unten abge rundeten Stahlbehälter 10 auf, in dem oben ein Gasventil 11 und unten ein Flüssigkeitsventil 12 eingesetzt sind. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Ventile sind an sich bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Die Trennwand zwischen Gasraum 13 und Flüssigkeits raum 14 wird durch eine Blase 15 aus elastischem Material gebildet. Die Blase 15 ist in an sich bekannter Weise am Gasventil befestigt.

Die erfindungsgemäße Blase ist in drei Zonen 15A bis 15C unterteilt, und zwar in eine obere Zone 15A, in eine mittlere Zone 15B und in eine untere Zone 15C, deren Werkstoffzusammensetzungen unterschied lich und an die Hauptbeanspruchung bzw. die Hauptanforderung ange paßt sind.

In der oberen Zone 15A ist beispielsweise die Temperaturbeanspru chung des Blasenwerkstoffes am größten, so daß hier ein Werkstoff oder eine Werkstoffmischung verwendet wird, die in hohem Maße un empfindlich gegen hohe Temperaturen ist und einen großen Einsatz temperaturbereich aufweist. Der Werkstoff kann z. B. Fluor-Kautschuk (FKM), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ) oder Silikon-Kautschuk (VMQ) sein. Des weiteren kann z. B. ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) eingesetzt sein, der durch entsprechende Abstimmung seines Mischungsverhältnisse und/oder durch Zugabe von dafür geeigneten Additiven an die auftretenden Temperaturbeanspruchungen angepaßt wird. In der unteren Zone 15C ist die mechanische Belastung der Blase durch Walken und den wechselnden Kontakt zur Innenwand des Druckbehälters 10 am größten. In dieser Zone ist ein Werkstoff oder eine Werkstoffmischung eingesetzt, die hohe Dehn-, Scher- und Walk festigkeit sowie hohe Abriebfestigkeit aufweist. In dieser Zone kann der eingesetzte Werkstoff z. B. Polyurethan (AU) oder Acrylni tril-Butadien-Kautschuk (NBR) sein. In der mittleren Zone 15B treten die mechanischen und thermischen Beanspruchungen an die Blasenwand in den Hintergrund, so daß die Anforderungen an die Gasundurch lässigkeit im Vordergrund stehen. In dieser Zone besteht die Blase aus einem Werkstoff oder einer Werkstoffmischung mit geringer Gas durchlässigkeit, z. B. Fluor-Kautschuk (FKM), Epichlorhydrin-Kau tschuk (ECO). Auch in den beiden zuletzt angeführten Zonen kann ein einzelner Werkstoff, z. B. ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) durch geeignete Abstimmung seines Mischungsverhältnisses und/oder durch Zugabe von speziellen Additiven jeweils an die auftretenden mechanischen Beanspruchungen bzw. an das Erfordernis der besonders hohen Gasdichtheit angepaßt werden.

Durch diesen zonenartigen Aufbau der Blase aus unterschiedlichen, beanspruchungsspezifischen Werkstoffen oder Werkstoffmischungen werden die zwangsläufigen Nachteile einer Kompromißlösung im Hin blick auf die einheitliche Werkstoffzusammensetzung vermieden, die als Mischform in bezug auf die unterschiedlichen Beanspruchungs formen ausgewählt ist.

Claims

1. Blasenspeicher zum Speichern von Flüssigkeit unter Druck mit einem Stahlbehälter (10), in den oben ein Gasventil (11) und unten ein Flüssigkeitsventil (12) eingesetzt ist und dessen Innenraum durch eine am Gasventil befestigte Blase (15) aus elastischem Werkstoff bzw. aus einer elastischen Werkstoffkombination in einen Flüssigkeitsraum (14) und einen Gasraum (13) unterteilt ist, wobei der Werkstoff oder die Werkstoffzusammensetzung an die eingesetzte Flüssigkeit und die auf tretenden Beanspruchungen angepaßt ist, und die Blase mindestens zwei in Längsrichtung hintereinanderliegende Zonen (15A-15C) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffzusammensetzungen der ein zelnen Zonen unterschiedlich sind, daß die am Gasventil (11) ange ordnete Zone (15A) aus einem Werkstoff besteht, der vorherrschend ge gen thermische Beanspruchung unempfindlich ist und daß die dem Flüs sigkeitsventil (12) zugewandte Zone (15C) aus einem Werkstoff besteht der vorherrschend unempfindlich gegen mechanische Beanspruchung ist.

2. Blasenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (15) eine zwischen der am Gasventil angeordneten Zone (15A) und der dem Flüssigkeitsventil (12) zugewandten Zone (15C) angeordnete dritte Zone (15B) aufweist, die aus einem Werkstoff mit vorherrschend geringer Gasdurchlässigkeit besteht.

3. Blasenspeicher nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blase (15) mindestens teilweise mehrschichtig aufgebaut ist.

4. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zonen (15A-15C) der Blase aus einem Grund werkstoff bestehen, dessen Mischungsverhältnis jeweils an die vorherrschende Beanspruchung der jeweiligen Zone angepaßt ist.

5. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zonen (15A-15C) der Blase aus Werkstoffen bestehen, die jeweils durch Zugabe von Additiven an die vorherrschende Beanspruchung der einzelnen Zone angepaßt sind.

6. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die obere Zone (15A) aus Fluor-Kautschuk (FKM) besteht.

7. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die obere Zone (15A) aus Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ) besteht.

8. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die obere Zone aus Silikon-Kautschuk (VMQ) besteht.

9. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die obere Zone aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) besteht.

10. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die mittlere Zone (15B) aus Fluor-Kautschuk (FKM) be steht.

11. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zone (15B) aus Butyl-Kautschuk (IIR) besteht.

12. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die mittlere Zone (15B) aus Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO) besteht.

13. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die mittlere Zone (15B) aus Acrylnitril-Butadien-Kau tschuk (NBR) besteht.

14. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die untere Zone aus Polyurethan (AU) besteht.

15. Blasenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die untere Zone aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) besteht.