DE3153308C2

DE3153308C2 - Storage device for a free-flowing medium

Info

Publication number: DE3153308C2
Application number: DE19813153308
Authority: DE
Inventors: Berthold Dr. 5630 Remscheid De Daimler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1990-04-12
Anticipated expiration: 2001-03-17

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicher für ein fließfähiges Medium, bestehend aus einem undurchlässigen, elastisch dehnbaren Hohlzylinder zur Aufnahme des Mediums, bei dem die stirnseitigen Enden relativ zueinander im wesentli chen unnachgiebig festgelegt sind und bei dem wenigstens das eine Ende von einer Ein-/Austrittsöffnung für das Medium durchdrungen ist.The invention relates to a memory for a flowable Medium consisting of an impermeable, elastic stretchable hollow cylinder for holding the medium in which the front ends relative to each other in essence Chen are adamant and at least one end of an entry / exit opening for the Medium is permeated.

Ein solcher Speicher ist bekannt aus der DE-PS 10 81 818. Der Hohlzylinder als solcher ist hierbei hinsichtlich der Ausbildung seiner Wandung homogen gestaltet und in keiner Weise mit einer Armierung versehen. Die sich bei der Ein speisung eines druckbeaufschlagten Mediums ergebende Deh nung wirkt sich dadurch nicht nur umfangsbezogen aus, sondern zusätzlich in einer Richtung, die sich parallel zur Längsrichtung des Hohlzylinders erstreckt und die Um fangsdehnbeanspruchung in einer rechtwinkligen Zuordnung überlagert. Die sich bei einer Druckbeaufschlagung des Innenraumes ergebenden Gesamtdehnungen sind dadurch äußerst schwierig kontrollierbar und erreichen in der Mitte der Längserstreckung ein deutlich hervortretendes Maximum. Sie bedingen eine relativ robuste Auslegung der Wandstärke des Hohlzylinders, was die Nachgiebigkeit beeinträchtigt und eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten bedingt.Such a memory is known from DE-PS 10 81 818. The hollow cylinder as such is here in terms of Formation of its wall designed homogeneously and in none Armored way. The one at feeding a pressurized medium This not only affects scope, but additionally in a direction that is parallel extends to the longitudinal direction of the hollow cylinder and the order initial strain in a right-angled assignment overlaid. Which occurs when the Total strains resulting from the interior are therefore extreme difficult to control and reach in the middle of the Longitudinal extension is a clearly prominent maximum. They require a relatively robust design of the wall thickness of the hollow cylinder, which affects the flexibility and a limitation of the possible uses.

Aus der DE-PS 25 441 ist ein Gummischlauch mit einer Ge webearmierung bekannt, bei dem die Gewebearmierung zusätz lich zu den einander überkreuzenden Fäden des Verstärkungs geflechtes mit Längsfäden versehen ist. Druckbeaufschla gungsbedingten Dimensionsveränderungen des Schlauches wird hierdurch in einer wirksamen Weise begegnet.
From DE-PS 25 441 a rubber hose with a Ge webearmierung is known, in which the fabric armouring additional Lich to the crossing threads of the reinforcing braid is provided with longitudinal threads. Pressurized dimensional changes of the hose are hereby counteracted in an effective manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Speicher mit einem elastisch dehnbaren Hohlzylinder der eingangs genannten Art zu zeigen, bei dem sich die betriebsbeding ten Dehnungen leichter kontrollieren lassen.The invention has for its object a memory with an elastically stretchable hollow cylinder at the beginning to show the type mentioned, in which the operational conditions Let the ten strains be checked more easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Speicher der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with a memory initially mentioned type with the characteristic features solved by claim 1. On advantageous configurations refer to the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Speicher ist es vorgesehen, daß der Hohlzylinder nur an oder in seiner Wandung festgelegte Armierungselemente enthält, die sich parallel zu seiner Längsrichtung erstrecken und nicht in nennenswertem Maße dehnbar sind, wobei die Armierungselemente im wesentlichen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind und in einem axialen Abstand von dem Flansch oder Boden enden. Bei der Einspeisung eines druckbeaufschlagten Mediums kann sich hierdurch nur eine rein radiale Dehnung ergeben, wobei die Armierung eine ungleichmäßige Verformung verhindert und dafür sorgt, daß der Hohlzylinder seine Länge im wesent lichen beibehält. Das Einspeichern und Entnehmen des ein gespeisten Mediums gestalten sich hierdurch ganz besonders einfach. Eine Umwandlung der gespeicherten Energie in kine tische Energie ist problemlos möglich.In the memory according to the invention it is provided that the hollow cylinder only fixed on or in its wall Contains reinforcing elements that run parallel to it Extend longitudinally and not to any significant degree are stretchable, the reinforcing elements essentially are evenly distributed in the circumferential direction and in one end axial distance from the flange or bottom. In the Feeding of a pressurized medium can occur this only results in a purely radial expansion, whereby the reinforcement prevents uneven deformation and ensures that the hollow cylinder is essentially its length maintains. Saving and removing the one This means that the medium being fed is very special easy. A conversion of the stored energy into kine table energy is easily possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung wei ter verdeutlicht. Es zeigen: The invention is based on the drawing ter clarifies. Show it:

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung des Speichers in gedehntem und in ungedehntem Zustand des Hohl zylinders, Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the memory in the stretched and unstretched state in the hollow cylinder,

Fig. 2 zwei verschieden ausgebildete Abschnitte von Hohl zylindern der zur Anwendung gelangenden Art, Fig. 2, two differently designed sections of hollow cylinders of reaching the application type,

Fig. 3 vier auf unterschiedliche Weise armierte Ausfüh rungen von Hohlzylindern in quergeschnittener Darstellung, Fig. 3 four armored differently comments submitted by hollow cylinders in cross-sectional representation,

Fig. 4 zwei längsgeschnittene Ausführungen von Hohlzylin dern, die von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Zusatzfedern umschlossen sind,Countries Fig. 4, two longitudinal cross-sectional designs of Hohlzylin, which are enclosed by circumferentially extending additional springs,

Fig. 5 einen Speicher, bei dem der Hohlzylinder ledig lich im Bereich des stirnseitigen Flansches von ringförmig ausgebildeten Zusatzfedern umschlos sen ist, Fig. 5 is a memory in which the hollow cylinder of ring-shaped auxiliary springs is umschlos sen single Lich in the area of the front side flange,

Fig. 6 eine spezielle Verwendungsmöglichkeit des Spei chers. Fig. 6 shows a special use of the SpeI chers.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung des Speichers besteht aus einem Hohlzylinder 1 aus elastomerem Werkstoff, der mit einer die Dehnung in Längsrichtung begrenzenden Ar mierung 3 versehen ist. Am linken Ende des Hohlzylinders befindet sich ein Boden 4, der mit dem gummielastischen Werkstoff in der dargestellten Weise verbunden ist. Bei innerem Überdruck ergibt sich eine elastische Deformie rung des Hohlzylinders 1, welche mit 5 bezeichnet ist. Es bildet sich eine Übergangszone 6 mit progressiv zuneh mendem Durchmesser aus. Die Gestalt der Übergangszone 6 kann dadurch beeinflußt werden, daß die Armierung 3 in einem Abstand von dem Boden 4 endet. Am rechten Ende des im wesentlichen nur in radialer Richtung elastischen Hohl zylinders 1 ist ein Flansch 7 angebracht. Dieser kann zur Verbindung mit einem weiteren Boden oder einem zweiten Speicher dienen. Zur Herabsetzung der Verformungsunter schiede im Bereich der Übergangszone 6 ist der Querschnitt des Hohlzylinders 1 in diesem Bereich radial erweitert in Richtung der Befestigungsstelle 9 an dem Flansch 7. Hierdurch werden die in der Übergangszone 6 liegenden Teile des Hohlzylinders 2 bei einer Dehnung des Hohlzylinders 1 vergleichsweise weniger stark belastet als bei der im lin ken Teil der Darstellung von Fig. 1 gezeigten Festlegungs art.The embodiment shown in Fig. 1 of the memory consists of a hollow cylinder 1 made of elastomeric material, which is provided with a stretching in the longitudinal direction limiting Ar 3 . At the left end of the hollow cylinder there is a base 4 which is connected to the rubber-elastic material in the manner shown. At internal pressure there is an elastic deformation of the hollow cylinder 1 , which is denoted by 5 . It forms a transition zone 6 with a progressively increasing diameter. The shape of the transition zone 6 can be influenced in that the reinforcement 3 ends at a distance from the floor 4 . At the right end of the hollow cylinder 1, which is essentially only elastic in the radial direction, a flange 7 is attached. This can be used to connect another floor or a second store. To reduce the deformation differences in the area of the transition zone 6 , the cross section of the hollow cylinder 1 in this area is radially expanded in the direction of the fastening point 9 on the flange 7 . As a result, the parts of the hollow cylinder 2 lying in the transition zone 6 are subjected to comparatively less stress when the hollow cylinder 1 is stretched than in the fixing type shown in the left part of the illustration in FIG. 1.

In Fig. 2a) ist eine Halbschale eines während ihrer bestim mungsgemäßen Verwendung nur in radialer Richtung dehnbaren Hohlzylinders 1 wiedergegeben. Die Armierungselemente 3 erstrecken sich ausschließlich in Längsrichtung.In Fig. 2a) is a half-shell of a hollow cylinder 1 during its intended use only expandable in the radial direction. The reinforcing elements 3 extend exclusively in the longitudinal direction.

In Fig. 2b) ist ein Abschnitt eines Hohlzylinders 1 wie dergegeben, der im Inneren Zwischenwände 2 aufweist, die bei einer Dehnung des Zylindermantels in Umfangsrichtung radial gedehnt werden. Auch bei dieser Ausführung sind nur sich parallel zur Längsrichtung erstreckende Armie rungselemente 3 vorhanden.In Fig. 2b) is a section of a hollow cylinder 1 as given that has interior walls 2 , which are expanded radially in the circumferential direction when the cylinder jacket is expanded. Also in this embodiment, arming elements 3 extending parallel to the longitudinal direction are only present.

Fig. 3 zeigt verschiedene Anordnungsmöglichkeiten hinsicht lich der Armierungselemente 3. Hierzu wurde ein Hohlzylin der 1 in verschiedene Umfangssegmente unterteilt, welche mit a), b), c) und d) bezeichnet sind. Die Armierungs elemente sind im Bereich des Segmentausschnittes a) auf der Außenwand des Hohlzylinders angeordnet und mit der Außenwand verbunden. Im Bereich des Ausschnittes b) weist der Hohlzylinder Armierungselemente 3 in Form von Verstär kungsfäden oder -drähten auf, welche in das Innere seiner Wandung eingebettet sind. Im Bereich des Segmentausschnit tes c) sind auf der Innenseite der Wandung des Hohlzylin ders 1 Armierungsstäbe 6 angebracht und teilweise in die Oberfläche eingebettet. Der Segmentausschnitt d) ist aus Einzelsegmenten 7 zusammengesetzt, welche durch streifen förmig ausgebildete Armierungselemente 3 verbunden sind. Bei einer druckbedingten Ausdehnung des Hohlzylinders in radialer Richtung ergibt sich hierdurch eine Beeinträch tigung der Querkontraktion von dessen Wandung. Die für eine Ausdehnung erforderlichen Verformungskräfte werden dadurch vergrößert. Außerdem läßt sich durch eine entspre chende Ausbildung der Armierungselemente eine Versteifung des Hohlzylinders erzielen, was in bezug auf die Gewähr leistung einer achsengeraden Gestalt von Vorteil ist. Fig. 3 shows various possible arrangements of the reinforcing elements 3 respects Lich. For this purpose, a Hohlzylin of 1 was divided into different circumferential segments, which are designated a), b), c) and d) . The reinforcing elements are arranged in the region of the segment cutout a ) on the outer wall of the hollow cylinder and connected to the outer wall. In the area of the cutout b ) the hollow cylinder has reinforcing elements 3 in the form of reinforcing threads or wires which are embedded in the interior of its wall. In the area of Segmentausschnit tes c ) 1 reinforcing rods 6 are attached to the inside of the wall of the Hohlzylin and partially embedded in the surface. The segment section d ) is composed of individual segments 7 , which are connected by reinforcement elements 3 in the form of strips. With a pressure-related expansion of the hollow cylinder in the radial direction, this results in an impairment of the transverse contraction of its wall. This increases the deformation forces required for expansion. In addition, a stiffening of the hollow cylinder can be achieved by a corresponding design of the reinforcing elements, which is advantageous in terms of guaranteeing an axially straight shape.

Möglichkeiten zur Erhöhung der Federkraft bei einer radia len Ausdehnung des Hohlzylinders werden in Fig. 4 gezeigt. Ein Abschnitt eines Hohlzylinders 1, bei dem aus Gründen der Anschaulichkeit auf die Darstellung der Armierung ver zichtet worden ist, ist im linken Teil der Darstellung im Querschnitt und im rechten Teil der Darstellung in ei ner Ansicht von vorn wiedergegeben. Der Hohlzylinder ist teilweise mit einem elastisch nachgiebigen Band und teil weise mit Gummifäden in diagonaler Wicklung umgeben. Beide Arten von in Umfangsrichtung wirkenden Zusatzfedern 5 können auch mit Vorspannung aufgezogen werden. Dadurch läßt sich die Beziehung zwischen dem Innendruck und der Verformung, welche für die volumenspezifische Speicher kapazität verantwortlich ist, vorteilhaft beeinflussen. Entsprechend wirksame Zusatzfedern können auch durch Fe derringe gebildet sein, welche den Hohlzylinder außensei tig umschließen.Possibilities for increasing the spring force in a radial expansion of the hollow cylinder are shown in Fig. 4. A section of a hollow cylinder 1 , in which the illustration of the reinforcement has been omitted for reasons of clarity, is shown in the left part of the illustration in cross section and in the right part of the illustration in a view from the front. The hollow cylinder is partly surrounded by an elastic band and partly by rubber threads in a diagonal winding. Both types of additional springs 5 acting in the circumferential direction can also be mounted with pretension. This can advantageously influence the relationship between the internal pressure and the deformation, which is responsible for the volume-specific storage capacity. Correspondingly effective additional springs can also be formed by Fe derrings which enclose the hollow cylinder outside.

Fig. 5 zeigt einen Abschnitt eines Speichers, bei dem der Hohlzylinder 1 zur Erzielung einer definierten Querschnitts zunahme bei der Einspeisung eines druckbeaufschlagten Me diums in den Innenraum im Bereich der Übergangszone zwi schen dem Flansch 7 und den Armierungselementen 3 mit sei ner Außenseite auf ringförmig ausgebildeten Zusatzfedern 5 abgestützt ist. Diese bestehen aus gummielastischem Werk stoff und haben mit zunehmender Entfernung von dem Flansch 7 eine zunehmend verminderte Tragfähigkeit. Fig. 5 shows a portion of a memory in which the hollow cylinder 1 to achieve a defined cross-section increase when feeding a pressurized medium into the interior in the region of the transition zone between the flange 7 and the reinforcing elements 3 with its outside on its ring-shaped Additional springs 5 is supported. These consist of rubber-elastic material and have an increasingly reduced load capacity with increasing distance from the flange 7 .

Der vorgeschlagene Speicher ist auch geeignet, um inner halb von Leitungen zum Transport von Stoffen bzw. Energie trägern als Puffer zu dienen, welche die Aufgabe der druck abhängigen Speicherung bzw. des Druckausgleichs bei För derunregelmäßigkeiten übernehmen. Hierfür eignet sich die in Fig. 6 gezeigte Ausführung. Sie nimmt Bezug auf den Übergangsbereich von zwei aneinander anschließenden Spei chervorrichtungen der vorgeschlagenen Art. Die hierin ent haltenen Hohlzylinder 1 sind an den aneinander zugewandten Enden zu einem in radialer Richtung nach außen vorsprin genden Flansch erweitert und, ausgenommen in dem flansch nahen Übergangsbereich 6, mit sich parallel zu ihrer Längs richtung erstreckenden Armierungselementen 3 versehen. Die Hohlzylinder 1 sind außenseitig von unnachgiebigen Rohren 8 umschlossen, welche im Bereich der einander zu gewandten Enden mit in radialer Richtung nach außen vor springenden Halteflanschen 10 versehen sind. Diese berühren auf ihrer Vorderseite die in Umfangsrichtung geteilten Zwischenringe 9, welche ihrerseits an der Rückseite der einander berührenden Flansche der Hohlzylinder 1 anliegen. Sie werden mit diesen durch gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Halteschrauben 11 derart verpreßt, daß sich ein dichtender Kontakt der einstückig mit den Hohlzylindern 1 ausgebildeten Flansche ergibt. Es ergibt sich die folgende Funktion:The proposed memory is also suitable to serve as a buffer within lines of lines for the transport of substances or energy carriers, which take over the task of pressure-dependent storage or pressure compensation in the event of irregularities. The embodiment shown in FIG. 6 is suitable for this. It refers to the transition region of two adjoining storage devices of the proposed type. The hollow cylinders 1 contained therein are expanded at the mutually facing ends to form a flange projecting radially outwards and, except in the transition region 6 close to the flange, with provided parallel to their longitudinal direction extending reinforcing elements 3 . The hollow cylinders 1 are surrounded on the outside by rigid pipes 8 , which are provided in the region of the ends facing each other with retaining flanges 10 that jump outwards in the radial direction. These touch on their front side the intermediate rings 9 which are divided in the circumferential direction and which in turn rest on the rear side of the contacting flanges of the hollow cylinders 1 . You are pressed with them by uniformly distributed in the circumferential direction retaining screws 11 such that there is a sealing contact of the flanges formed integrally with the hollow cylinders 1 . The following function results:

Wird in einen Speicher dieser Art ein unter Überdruck stehendes Medium eingespeist, dann resultiert eine radia le Aufweitung der Durchmesser der enthaltenen Hohlzylinder. Diese legen sich im Übergangsbereich an die Formflächen der Zwischenringe 9 an und behalten im übrigen auf ihrer gesamten Länge die Grundform eines Hohlzylinders bei. Das aufnehmbare Volumen ist dadurch erheblich.If a medium under excess pressure is fed into a memory of this type, the result is a radial expansion of the diameter of the hollow cylinders contained. These lie in the transition area on the shaped surfaces of the intermediate rings 9 and retain the basic shape of a hollow cylinder over their entire length. The volume that can be absorbed is therefore considerable.

Das sich bei einer radialen Aufweitung des Durchmessers der Hohlzylinder 1 verkleinernde Volumen 13 des zunächst zwischen dem Hohlzylinder 1 und der Wandung des Rohres 8 befindlichen Zwischenraumes kann als Gaspolster einen Bei trag zum Druckaufbau im Inneren leisten. Ist ein solcher Druckaufbau nicht erwünscht, so sorgen Öffnungen 14 für einen Druckausgleich mit der Atmosphäre.With a radial widening of the diameter of the hollow cylinder 1 , the volume 13 of the space initially located between the hollow cylinder 1 and the wall of the tube 8 can, as a gas cushion, make a contribution to the pressure build-up inside. If such a pressure build-up is not desired, openings 14 ensure pressure equalization with the atmosphere.

Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführung ist es auch möglich, das Rohr 8 in seiner Gesamtheit in Umfangsrichtung zu teilen und einstückig mit den Zwischen ringen 9 zu gestalten. Auch kann das Rohr 8 durch einzelne Stäbe ersetzt werden, die in Umfangsrichtung verteilt sind. Es kann auch ganz entfallen, wenn die geringen in axialer Richtung freigesetzten Kräfte, die der Hohlzylinder 1 im Hinblick auf die darin enthaltene, in Längsrichtung wirk same Armierung ausübt, nicht störend sind.Deviating from the embodiment described above, it is also possible to divide the tube 8 in its entirety in the circumferential direction and to make it in one piece with the intermediate rings 9 . The tube 8 can also be replaced by individual rods which are distributed in the circumferential direction. It can also be dispensed with entirely if the small forces released in the axial direction, which the hollow cylinder 1 exerts with respect to the reinforcement contained therein, acting in the longitudinal direction, are not disruptive.

Claims

1. Storage for a flowable medium, consisting of an impermeable, elastically stretchable Hohlzylin for receiving the medium, in which the front ends are fixed relative to each other and essentially relentlessly and in which at least one end of an inlet / outlet opening for the medium is penetrated, characterized in that the hollow cylinder ( 1 ) is fixed at least with the end face of one end to a floor ( 4 ) or flange ( 7 ) and contains reinforcement elements ( 3 ) fixed only on or in its wall, which extend parallel to its longitudinal direction and are not extensible to a significant extent and that the reinforcing elements ( 3 ) are distributed substantially uniformly in the circumferential direction and end at an axial distance from the bottom ( 4 ) or flange ( 7 ).

2. Memory according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements ( 3 ) are made of rigid bars.

3. Memory according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements ( 3 ) consist of flexible fibers, threads, fabrics or ropes.

4. Memory according to claim 3, characterized in that the fibers of steel, polyester, glass, aramid, carbon fabric or silicon carbide.

5. Memory according to claim 1 to 4, characterized in that the hollow cylinder ( 1 ) in the region of the flange ( 7 ) or bottom ( 4 ) is elastically expanded to a diameter which is greater than the diameter which is in the relaxed state results.

6. Memory according to claim 1 to 5, characterized in that the hollow cylinder ( 1 ) and the flange ( 7 ) or bottom ( 4 ) are connected by a progressively deformable transition piece in the radial direction.

7. Memory according to claim 1 to 6, characterized in that the hollow cylinder ( 1 ) is surrounded by extending in the circumferential direction additional springs ( 5 ).

8. Memory according to claim 1 to 7, characterized in that the hollow cylinder ( 1 ) and / or the additional springs ( 5 ) are elastically biased when the smallest extent of the Hohlzylin are reached.