DE3204205A1

DE3204205A1 - Druckspeicher

Info

Publication number: DE3204205A1
Application number: DE19823204205
Authority: DE
Inventors: Manfred 3554 Gladenbach Wege
Original assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Current assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1982-02-08
Publication date: 1983-08-25
Also published as: JPS58149465A; JPH0262748B2

Description

BEZEICHNUNG
Druckspeicher BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckspeicher für Hydraulikanlagen in Schaltwerken elektrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an seinen beiden Stirnseiten verschlossenen Zylinder, in dem sich ein den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben befindet, wobei der eine Zylinderraum mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden ist, welches diesen Zylinderraum ausfüllt, während der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum ein Druckpolster aus komprimiertem Gas enthält und an einen Gasdruckerzeuger anschließbar ist. Die Stirnwände sind jeweils als in das ylinderende eingesetzter Deckel ausgebildet, der mit seiner in den Zylinder hineinragenden Umfangsfläche an der Innenwand des Zylinders anliegt und mit einem vorspringenden Rand auf einem Absatz an der Zylinderinnenwand aufsitzt.
Voraussetzung für eine dauerhafte zuverlässige Funktion eines solchen Druckspeichers ist unter anderem eine einwandfreie Abdichtung der Stirnwände in den Zylinderenden.
Bei einer bekannten Ausführung solcher Druckspeicher hat der Deckel auf seiner in den Zylinder hineinragenden Umfangsfläche eine Ausdrehung, in der eine Ringdichtung in Form eines O-Ringes aus elastischem Material, z.B. synthetischem Kautschuk angeordnet ist.
Die Dichtungen müssen klimabedingten Temperaturschwankungen von ca. -40°C bis +80°C aushalten und zwar bei Drücken bis zu 375bar.
Es gibt zwar Dichtungsstoffe, die innerhalb dieses Temperaturbereichs funktionsfähig bleiben. Sie sind aber nicht für gasförmige Medien bei Drücken bis zu 375bar geeignet.
Das Gas diffundiert bei solchen Drücken - insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen - durch den Werkstoff hindurch.
Materialbelastend kommt noch hinzu, daß bei jedem Schaltvorgang in dem Hydrauliksystem des Schaltwerkes Druckschwankungen bis zu 100bar auftreten können. Solche Druckschwankungen können das Material der Dichtungsringe in seiner Struktur zerstören, wenn nicht bei der Herstellung der Druckspeicher Dichtungsringe mit den geringsten Strukturmängeln von vornherein ausgesondert werden.
Nur wenige Hersteller sind überhaupt in der Lage, Dichtungsringe herzustellen, die solchen Ansprüchen genügen können. Aber auch dabei ist der Anteil der als unbrauchbar auszusondernden Dichtungsringe so hoch, daß die Aussonderung sowohl hinsichtlich der Materialkosten, als auch insbesondere hinsichtlich des hohen manuellen Arbeitsaufwandes für das Aussondern einen ganz beträchtlichen Anteil an den Kosten solcher Druckspeicher ausmachen.
Außer an den Dichtungen haben die Druckspeicher praktisch keinen Verschleiß. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiven Mitteln eine neue Dichtung zu schaffen, durch die die vorbeschriebenen Schwierigkeiten hinsichtlich der hohen Materialansprüche zu beseitigen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Druckspeicher gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Schutzansprüche 1 bis 7, wobei die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 zwei alternative Lösungen für die Befestigung der stirnwände an den Zylinderenden angeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Die Zeichnung stellt einen Axialschnitt durch ein Ende eines erfindungsgemäßen Druckspeichers dar.
Der Druckspeicher besteht aus einem Zylinder 1, der an beiden Stirnseiten jeweils durch eine abnehmbare Stirnwand verschlossen ist. In dem Zylinder befindet sich ein in der Zeichnung nicht dargestellter, den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben. Der eine Zylinderraum ist mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden. Der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum enthält ein Druckpolster aus komprimiertem Gas und weist eine Anschlußeinrichtung zur Verbindung mit einem Gasdruckerzeuger auf.
Jede Stirnwand des Zylinders 1 besteht aus einer Deckelplatte 2, einem Deckelring 3 und einem Schraubring 4, der mit dem Endabschnitt 1a des Zylinders 1 verschraubt ist.
Die Deckelplatte 2 ist in den Zylinder 1 eingesetzt und weist an ihrer Umfangsfläche eine Ausdrehung 2a auf. Der Deckelring 3 hat einen in den Zylinder 1 koaxial hineinragenden kragenartigen Ansatz 3a, mit dem er die Deckelplatte 2 in deren Ausdrehung 2a hineinragend übergreift.
Der Deckelring 3 hat ferner einen radial vorstehenden Rand 3b, mit dem er auf der Stirnfläche einer Ausdrehung 1b im Endabschnitt des Zylinders 1 aufsitzt. Der Rand der Ausdrehung 2a in der Deckelplatte 2 und der Rand am kragenartigen Ansatz 3a des Deckelringes 3 sind nach außen abgeschrägt, so daß die Ausdrehung zur Zylinderwand hin auf jeder Seite eine Erweiterung mit dreieckigem Querschnitt aufweist.
In der Ausdrehung 2a der Deckelplatte 2 befindet sich ein Dichtungsring 5 aus synthetischem Kautschuk (Perbunan) mit rundem Querschnitt. Dieser wird flankiert von zwei Stützringen 6, 7 mit viereckigem Querschnitt, die aus einem festen Kunststoff und zwar aus unter dem Handelsnamen TEFLON allgemein bekannten Polytetrafluoräthylen bestehen.
An den Außenseiten der Stützringe 6, 7 befinden sich Keilringe 8, 9 aus Kupfer, deren Querschnitte derart keilförmig sind, daß sie den Querschnitten der Erweiterungen der Ausdrehung 2a entsprechen, wobei die Keilköpfe an den Stützringen 6, 7 liegen.
Die Deckelplatte 2 und der Deckelring 3 werden durch eine Vielzahl von Schrauben 10 zusammengehalten, die in gleichmäßigen Abständen auf einer koaxialen Kreislinie angeordnet sind. Die Schrauben 10 sitzen in Bohrungen des Deckelringes 3 bis an einen Anschlag axial beweglich und sind mit ihren Gewinden in der Deckelplatte 2 verankert. Dadurch sind der Deckelring 3 und die Deckelplatte 2 innerhalb eines gewissen Spiel raumes über die Federwirkung der Dichtungsringe gegeneinander bewegbar zusammengehalten.
Die Keilringe 8, 9 verhindern, daß bei großem axialem Druck der Deckelplatte 2 gegen den Deckelring 3 die Stützringe 6, 7 in den Spalt zwischen der Zyl inderinnenwand und den Deckelteilen gepreßt werden. Die Stützringe 6, 7 wiederum verhindern eine Zerstörung des Dichtungsringes 5 unter der gleichen Druckbelastung.
Diese Dichtungskonstruktion bewirkt, daß die Dichtungseinheit ständig einem wesentlich höheren Druck, bedingt durch die Differenzialflächen - Deckelfläche / Dichteinheitshöhenfläche - ausgesetzt ist.
Materialzerstörende Wirkungen, wie eingangs beschrieben, werden weitestgehend ausgeschaltet.
Im Endabschnitt la des Zylinders 1 ist ein Innengewinde lc vorgesehen, in das der Schraubring 4 mit einem Außengewinde eingeschraubt ist. Der Schraubring 4 preßt den Deckelring 3 mit seinem Rand 3b auf die Stirnfläche einer Ausdrehung 1b an der Zylinderinnenwand. Er ist in seiner äußeren Stirnfläche in an sich bekannter Weise mit Bohrungen 4a zum Ansetzen eines Schraubwerkzeuges versehen.
Die Deckelplatte 2 hat in der Mitte eine Gewindebohrung 11 zum Anschluß einer Rohrleitung.
Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Endabschnitt des Zybinders 1 statt mit einem Innengewinde auch mit einem Außengewinde versehen sein, wobei der Schraubring 4a als Überwurfmutter ausgebildet ist.
Abweichungen sind auch bei den Keilringen 8, 9 möglich, Indem diese statt aus Kupfer auch aus einem anderen Werkstoff bestehen können, z.B. aus einem anderen für Dichtungszwecke geeigneten Metall oder einem glasfaserarmierten Kunststoff.

Claims

PATENTANSPRÜCHE C Druckspeicher für Hydraulikanlagen in Schaltwerken elektrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an seinen beiden Stirnseiten verschlossenen Zylinder, in dem sich ein den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben befindet, wobei der eine Zylinderraum mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden ist, welches diesen Zylinderraum ausfüllt, während der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum ein Druckpolster aus komprimiertem Gas enthält und an einen Gasdruckerzeuger anschl ießber ist, wobei a) die Stirnwände jeweils als in das Zylinderende eingesetzter Deckel ausgebildet sind, der mit einer Umfangsfläche an der Innenwand des Zylinders anliegt und mit einem vorspringenden Rand auf der Stirnfläche einer Ausdrehung an der Zylinderinnenwand aufgesetzt ist, b) der Deckel durch einen mit dem Ende des Zylinders koaxial verschraubten Schraubring gehalten ist und c) der Deckel auf seiner in- den Zylinder hineinragenden Umfangsfläche eine Ausdrehung hat, in der eine Ringdichtung aus elastischem Material angeordnet ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: d) der Deckel ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich einer Deckelplatte (2) und einem Deckelring (3); e) die Deckelplatte (2) weist auf ihrem Umfang eine zur Außenseite hin offene Ausdrehung (2a) auf; f) der Deckelring (3) hat einen in den Zylinder (1) koaxial hineinragenden kragenartigen Ansatz (3a), mit dem er die Deckelplatte (2) in deren Ausdrehung (2a) hineinragend übergreift sowie einen radial vorstehenden Rand (3b), mit dem er auf der Stirnfläche einer Ausdrehung (ib) im Endabschnitt des Zylinders (1) aufsitzt; g) der Rand der Ausdrehung (2a) an der Deckelplatte (2) und der Rand am kragenartigen Ansatz (3a) des Dekkelringes (3) sind nach außen hin abgeschrägt, so daß die Ausdrehung (2a) der Deckelplatte (2) sich zur Zylinderwand hin verbreitert; h) in der stirnseitig durch den kragenartigen Ansatz (3a) des Deckelringes (3) verschlossenen Ausdrehung (2a) der Deckelplatte (2) befindet sich ein Dichtungsring (5) mit rundem Querschnitt aus weichelastischem Material, der flankiert wird von zwei Stützringen (6, 7) mit viereckigem Querschnitt aus festerem Kunststoff, an deren dem Dichtungsring gegenüberliegenden Seiten je ein Keilring (8, 9) angeordnet ist, wobei die Querschnitte der Keilringe (8, 9) jeweils den Erweiterungen der Ausdrehung (2a) entsprechen, die durch die Abschrägungen an der Ausdrehung der Deckelplatte (2) und dem kragenartigen Ansatz (3a) des Deckelringes (3) gebildet sind; i) die Deckelplatte (2) und der Deckelring (3) sind durch Schrauben (10) über die Federwirkung der Dichtungsringe gegeneinander bewegbar miteinander verbunden.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Dichtungsring (5) aus synthetischem Kautschuk (Perbunan) besteht.
3. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stützringe (6, 7) aus Polytetrafluoräthylen bestehen.
4. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Keilringe (8, 9) aus Kupfer oder einem anderen für Dichtungszwecke geeigneten Metall bestehen.
5. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Keilringe aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.
6. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein oder beide Endabschnitte des Zylinders (1) je ein Innengewinde (1c) haben,mit dem der Schraubring (4) mit einem Außengewinde verschraubt ist.
7. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein oder beide Endabschnitte des Zylinders (1) je ein Außengewinde haben, mit dem der als Überwurfmutter ausgebildete Schrauring verschraubt ist.