具有过压保护的气压弹簧、用于制造气压弹簧的方法技术

本发明专利技术涉及一种气压弹簧(100)，其包括压力管(110)和具有流体压力的流体，该流体在气压弹簧(100)的工作状态下由压力管(110)以流体密封的方式封闭。压力管(110)的壁(120)具有局部的锥形部(130)，该锥形部(130)形成壁(120)的预定断裂点，当流体压力超过极限压力时，该预定断裂点适于打开以受控方式从压力管(110)释放一部分流体。壁(120)的壁厚在锥形部(130)内具有线形的最低点(131)，壁厚在围绕压力管(110)的纵向轴线(LA)的所有圆周方向上从最低点(131)单调增加到锥形部(130)的边缘(132)。本发明专利技术还涉及一种制造气压弹簧(100)的方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
具有过压保护的气压弹簧、用于制造气压弹簧的方法


[0001]本专利技术涉及一种气压弹簧，该气压弹簧包括压力管和由压力管流体密封地封闭的具有流体压力的流体，压力管的壁具有局部锥形部，该锥形部形成壁的预定断裂点，当流体压力超过极限压力时，该断裂点适于打开以受控方式从压力管释放一部分流体。
[0002]本专利技术还涉及一种用于制造根据本专利技术的气压弹簧的方法。

技术介绍

[0003]气压弹簧填充有加压流体。如果气压弹簧强烈升温，例如发生火灾时，流体压力会急剧上升。
[0004]为了遵守相关的运输法规，气压弹簧有不同的机构来确保在发生火灾时安全泄压。
[0005]例如，到目前为止，气压弹簧的护套壁的内侧上的阻尼槽已经设计为预定断裂线，在气压弹簧的工作期间，流体可以通过该阻尼槽流过气压弹簧的活塞，在发生火灾的情况下，护套壁将在该断裂线处撕开，使得流体可以流出气压弹簧。
[0006]然而，用作预定断裂线的阻尼槽具有以下缺点：阻尼槽在气压弹簧的大部分长度上延伸。阻尼槽的位置、形状和尺寸由其阻尼函数决定，因此不能总是最佳地适应过压保护的要求。此外，槽压花工艺(无论是压制还是滚压)导致该区域的护套壁加工硬化，这影响了槽的打开行为。
[0007]其他类型的过压保护，例如过压阀，与高制造成本相关。

技术实现思路

[0008]本专利技术的任务是创造一种气压弹簧以及用于该气压弹簧的低成本制造工艺，该气压弹簧能够以低成本制造，并且具有可靠和安全的过压保护。
[0009]本专利技术涉及一种气压弹簧，包括压力管和在气压弹簧的工作状态下由压力管流体密封地、尤其是气体密封地封闭的流体。压力管例如基本上是中空圆柱形的。压力管例如由钢、铝、塑料和/或复合材料制成。
[0010]工作活塞可以在压力管中被引导，使得它可以沿着压力管的纵向轴线滑动。活塞杆可以附接到工作活塞，该工作活塞例如通过导向和密封组件在压力管的一端沿着纵向轴线被引导出压力管。
[0011]流体优选是气体，例如氮气。在气压弹簧的工作状态下，气压弹簧的工作温度范围内的流体压力例如在50bar至500bar的范围内，特别是在100bar至300bar的范围内。例如，工作温度范围从
‑
50℃到+200℃，特别是从
‑
30℃到+100℃。
[0012]压力管的壁具有局部的锥形部，该锥形部形成壁的预定断裂点，当流体压力超过极限压力时，该预定断裂点适于打开以允许一部分流体以受控的方式从压力管中释放。当流体压力超过极限压力时，压力管在由锥形部形成的预定断裂点处爆裂，允许一部分流体从压力管中逸出，以将流体压力降低到气压弹簧的环境压力。因此，预定断裂点起到过压保
护的作用。
[0013]为了与具有关闭的预定断裂点的气压弹簧的工作状态相区别，在释放具有打开的预定断裂点的过压保护之后，气压弹簧的状态在下文中被称为保护状态。
[0014]极限压力优选高于，例如高于在工作状态和运行温度范围内预期的最大流体压力50％，并且低于没有预定断裂点的压力管的破裂压力。这防止了在气压弹簧工作期间过压保护的不期望的触发以及在火灾情况下压力管的不受控制的爆裂。
[0015]壁的壁厚在锥形部内具有线形的、特别是点形的最低点，壁厚在围绕压力管的纵向轴线的所有圆周方向上、特别是在沿着壁的所有方向上从最低点单调增加到锥形部的边缘。“边缘”是壁厚从最低点开始达到无锥度壁的壁厚值的边界线。
[0016]由于锥形部的这种形式，当过压保护触发时，仅在最低点周围的壁中形成小开口。因为壁厚朝着锥形部的边缘单调增加，与作为预定断裂点的细长槽相比，壁不会在大面积上撕开。小开口允许流体以受控且相对缓慢的方式从压力管中逸出。
[0017]在本专利技术的意义上，点形状理解为线形的特殊情况，即长度为0的线形。点形最低点具有上述效果特别明显的优点。线形最低点的优点在于，它可以特别容易地制造，例如通过在壁的护套区域中压平壁的外侧来制造。
[0018]术语“线形”、“点形”和“单调递增”在本专利技术的意义上不应理解为数学上的精确。低于气压弹簧制造中通常的公差，例如低于0.1mm，或者在气压弹簧的压力管的表面粗糙度范围内，与精确的线形或点形或精确的单调增加的偏差，在本专利技术的意义上不起作用。
[0019]该锥形部优选在背离流体的壁的外侧形成凹槽。在面向流体的壁的外侧比内侧更容易形成凹槽形式的锥形部。此外，与内侧的凹槽相比，外侧的凹槽不存在活塞在压力管中的运动或活塞对压力管的密封受损的风险。这意味着压力管的锥形部可以定位在任何适合可靠和安全过压保护的点上，而不仅仅是在活塞的行程路径之外。
[0020]锥形部优选位于围绕压力管纵向轴线的壁的护套区域。在压力管的一个端面上，通常有引导和密封组件，通过该组件活塞杆被引导出压力管。在另一个端面上，通常有用于将气压弹簧连接到其他部件的连接元件。因此，将锥形部附加地连接到其中一个端面会很复杂。此外，通过护套区域排出的流体的反冲横向于压力管的纵向轴线作用。这使得后坐力使气压弹簧运动的可能性小于流体从一个端面流出从而引起沿纵向轴线的后坐力的可能性。
[0021]该锥形部优选地在壁中形成透镜状的凹槽。在圆柱形透镜形状的情况下，透镜状凹槽导致壁厚的线形最低点，并且壁厚沿着透镜曲率朝着凹槽的边缘单调增加。在球面透镜形状的情况下，透镜状的凹槽在凹槽的中心产生点形最低点的壁厚，并且壁厚在沿着壁的所有方向上朝着凹槽的边缘单调增加。使用气压弹簧制造中常用的加工方法，例如通过铣削，可以容易地形成透镜状凹槽，尤其是在壁的弯曲护套区域。
[0022]锥形部的曲率半径优选从20mm到200mm，更优选从50mm到150mm，最优选100mm。曲率半径越小，锥形部的面积越小，从最低点到锥形部边缘的壁厚斜率越大。小面积有利于流体的受控和相对缓慢的排放。然而，大的斜率有利于不受控制地撕裂锥形部周围的壁。例如对于壁厚为2mm、外径为29mm的钢制压力管，所述值已被证明是测试中安全可靠过压保护的适当折衷。
[0023]锥形部的边缘优选为椭圆形，特别是圆形。利用气压弹簧制造中常用的加工方法，
例如通过铣削，可以容易地形成椭圆形边缘，尤其是在壁的弯曲护套区域。
[0024]椭圆形边缘的大半轴优选为4mm至40mm，特别优选为15mm至20mm，最优选为17mm。椭圆形边缘的小半轴优选为1mm至10mm，特别优选为5mm至7mm，最优选为6mm。上述值已经在测试中示出，例如对于壁厚为2mm且外径为29mm的钢制压力管，适用于安全可靠的过压保护。
[0025]壁的最低点壁厚优选为锥形部边缘处的边缘壁厚的20％至80％，优选25％至60％，特别优选30％至40％。壁的最低点壁厚优选为0.4mm至1.6mm，优选为0.5mm至1.2mm，特别优选为0.6mm至0.8mm。所述值已经在测试中证明，例如对于具有2.0mm边缘壁厚的钢制压力管，适用于安全可靠的过压保护。
[0026]气压弹簧优选地包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气压弹簧(100)，包括压力管(110)和在压力管(110)中与压力管(110)同轴布置的导管(140)，其中压力管(110)沿着压力管(110)的纵向轴线(LA)在导管(140)上形成突出部(160)，其中气压弹簧(100)包括能够在压力管(110)中沿着纵向轴线(LA)移动的分离活塞(150)，其中，在气压弹簧(100)的工作状态下，分离活塞(150)流体密封地分离导管(140)中的工作室(141)、导管(140)和压力管(110)之间的相对于纵向轴线(LA)径向的环形室(111)以及突出部(160)中的支撑室(161)，其中环形室(111)填充有补偿介质，在工作状态下，所述补偿介质在扩大工作室(141)的方向上以补偿压力挤压分离活塞(150)，其中，支撑室(161)在工作状态下填充有支撑流体，所述支撑流体在使工作室(141)变小的方向上以支撑压力挤压分离活塞(150)，其中工作室(141)填充有在工作状态下具有工作压力的工作流体，其特征在于压力管(110)的壁(120)具有邻近支撑室(161)的局部的锥形部(130)，其中锥形部(130)形成壁(120)的预定断裂点，当支撑压力超过极限压力时，所述预定断裂点适于打开以受控方式从压力管(110)释放一部分补偿介质、工作流体和支撑流体，其中壁(120)在锥形部(130)内的壁厚具有线形的最低点(131)，其中壁厚围绕压力管(110)的纵向轴线(LA)在所有圆周方向上从最低点(131)单调增加到锥形部(130)的边缘(132)，其中，当预定断裂点打开时，分离活塞(150)能够移动到固定位置，在所述固定位置中，工作室(141)和环形室(111)以流体引导的方式连接到预定断裂点。2.根据权利要求1所述的气压弹簧(100)，其特征在于壁(120)的壁厚的线形的最低点是点形的，其中壁厚在沿着壁(120)的所有方向上从最低点(131)单调增加到锥形部(130)的边缘(132)。3.根据权利要求1所述的气压弹簧(100)，其特征在于锥形部(130)在背离流体的壁(120)的外侧(121)上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：斯塔比卢斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：