CN104776069A - 活塞式蓄能器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞式蓄能器，其包括壳体(1)，所述壳体限制压力室(2)且容纳可移动的活塞(3)，在所述压力室(2)中容纳有可压缩的流体，其中，活塞(3)具有壳体侧(4)，所述壳体侧面向压力室(2)，并且活塞(3)具有作业侧(5)，所述作业侧可朝向作业流体，所述作业流体能使活塞(3)运动，鉴于下述目的，即，提供一种活塞式蓄能器，在该活塞式蓄能器中即使当壳体的直径扩大，也确保对活塞的良好的密封和引导，其中，活塞式蓄能器的强度、重量和成本得到尽可能的优化，其特征在于，设置有衬套(6)，所述活塞(3)在所述衬套内部可移动。

Description

活塞式蓄能器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的活塞式蓄能器。
背景技术
由现有技术中已知这类的活塞式蓄能器。活塞在这种活塞式蓄能器的压力室中移动，这些活塞通过壳体得到引导。活塞逆着气体压力移动。
在这种活塞式蓄能器的压力室中通常容纳有处于非常高的内压下的气体。这种活塞式蓄能器的壳体因此必须具有相对较高的刚度，由此避免其直径由于高内压的原因而扩大。
只要直径扩大，活塞密封件就不再能以最佳方式发挥其作用。此外不再能保障在活塞在壳体内部的引导。
壳体的刚度主要通过壁厚和制造壳体的材料的弹性模量确定。
在设计这里描述的活塞式蓄能器时通常不得不构造出比足够强度所需的壁厚更大的壁厚，或者应用具有高弹性模量的材料。两种技术路线都导致成本和重量升高。
发明内容
因此，本发明的目的在于：给出一种活塞式蓄能器，在该活塞式蓄能器中即使其壳体的直径扩大，也确保该活塞式蓄能器的活塞的良好密封和引导，其中，活塞式蓄能器的强度、重量和成本得到尽可能的优化。
本发明通过权利要求1的技术特征来实现上述目的。
根据本发明已知的是，活塞不通过壳体而是通过衬套引导。该衬套部分或完全被处于压力下的流体即液体或气体绕流和/或穿流而过。由此，衬套通过作用的压力几乎不变形并且被很大程度上卸压。因此避免衬套直径的扩大。当壳体至少部分地构成用于压力室的护套时，壳体则可以具有比为了实现用于活塞的密封和引导功能本来所需的刚度更小的刚度。可以容忍壳体直径的改变。壳体因此可以相对便宜地制成。壳体的壁厚也可以相对较小，并且材料的选择同样没有强烈限制。就此而言给出这样一种活塞式蓄能器，即，即使当壳体的直径扩大，在该活塞式蓄能器中也确保对活塞的良好密封和引导，其中，活塞式蓄能器的强度、重量和成本得到尽可能优化。
由此实现了开头提及的目的。
衬套可以部分地或完全容纳在壳体内部。由此可以实现活塞式蓄能器的紧凑的结构。衬套优选不伸出壳体的外部轮廓。
壳体优选可如此安置在配置组件中，即，作业流体例如液压液可以使活塞逆着压力室中的气体的压力而运动。
衬套可以具有外表面和内表面，其中，两个表面与可压缩的流体相接触或者被该可压缩的流体加载压力。由此可以向两个表面上作用相同的压力，使得衬套被部分地或完全卸压。由此几乎排除衬套的弯曲或变形。只是构成衬套的材料必须如此坚固，使得这种材料几乎不被可压缩的流体的压力压缩。可压缩的流体优选为处于压力下的气体。
备选地，衬套可以具有外表面和内表面，仅内表面与可压缩的流体相接触或者被该可压缩的流体加载压力，并且外表面可以被作业流体加载压力。
这种设计方案具有的优点是：存在这样的可能性：衬套在面向活塞的壳体侧的端侧上通过一底部来封闭。衬套在这种情况下构造成大致盆状。衬套可以构造成完全不透气。衬套内部由自身和活塞限制并且且由此相对环境封闭。衬套可以为此例如由金属材料制成。通过衬套的这种设计方案，壳体不需要一定构造成不透气的，由此可以简单且低成本地制造活塞式蓄能器并且器由此也在较长的使用寿命期间始终具有良好的使用性能。
壳体内部的被来自压力室的可压缩的流体加载的面积越小，可压缩的流体通过壳体渗到环境中并且由此不利地改变活塞式蓄能器的使用性能的危险就越小。
尤其当壳体具有塑料或由塑料制成时，壳体可以在其内侧上为气态介质例如通过不透气的涂层配备成防渗透的。
内表面的与可压缩的流体相接触的大小可以与活塞的移动位置相关。由此作业流体可以进入到壳体中并且将活塞推到壳体中。作为作业流体优选采用液体。然而也可考虑使用气体作为作业流体。
内表面的与作业流体相接触的大小可以与活塞的移动位置相关。通过这种具体的设计方案，作业流体可以通过以下方式使衬套卸压，即，作业流体被从内部压向衬套并且抵抗可压缩的流体的压力或作业流体自身，如图2所示。在此，在压力室中的可压缩的流体的压力近似等于作业流体所处的压力。可压缩的流体优选为气体。
衬套和壳体可以同心设置。由此可以以简单的方式制造活塞式蓄能器。
衬套和壳体可以不同心地设置。这种设计方案在某种结构空间中会是有利的。
衬套可以具有塑料或由塑料制成。由此可实现非常轻的活塞式蓄能器。塑料优选为纤维增强的、尤其是碳纤维增强的和/或玻璃纤维增强的。
衬套可以具有金属或由金属制成。衬套由此也可以经受腐蚀性介质例如机油。金属优选为钢。
壳体可以具有塑料或由塑料制成。由此可实现非常轻的活塞式蓄能器。塑料优选为纤维增强的、尤其是碳纤维增强的和/或玻璃纤维增强的。
壳体可以具有金属或由金属制成。壳体由此也可以经受腐蚀性介质例如机油。金属优选为铝。
衬套和/或壳体优选可以构造成防气体渗透的。为此，当衬套和/或壳体不由金属材料制成时，其例如可以通过涂层来特殊装备。
可以设置有多个衬套，活塞在这些衬套内部可移动或者被引导。在每个衬套中分别有一个活塞可移动。由此可选择性地操控或使用一个单独的活塞，而为多个活塞设置一个唯一的压力室。
附图说明
在附图中：
图1示出活塞式蓄能器的第一实施例的剖视图，其具有壳体，该壳体限制压力室，其中，在压力室内部容纳有已卸压的衬套，该衬套引导活塞；
图2示出活塞式蓄能器的第二实施例的剖视图，其具有壳体，在该壳体中，位于压力室内部的可压缩的气态流体不接触该壳体的内壁；
图3示出活塞式蓄能器的第三实施例的剖视图，其具有壳体，该壳体包围两个压力室，其中在两个压力室中的每一个压力室中分别设置有一个与压差相关地沿轴向可移动的活塞。
具体实施方式
图1以剖视图示出一种活塞式蓄能器，其包括壳体1，该壳体限制压力室2且容纳可移动的活塞3，其中，在压力室2中容纳有可压缩的流体，其中，活塞3具有壳体侧4，该壳体侧4面向压力室2，并且活塞3具有作业侧5，该作业侧5可朝向作业流体，该作业流体可以使活塞3运动。设置有衬套6，活塞3在该衬套6内部可移动。衬套6引导活塞3。
可压缩的流体是气体。壳体1具有连接开口11，由此，作业流体可以进入到壳体1中并且使活塞3运动。压力室2由衬套6、活塞3和壳体1限制出且包围一个可变的容积。
衬套6完全容纳在壳体1内部。衬套6构造为柱形管。
衬套6具有外表面7和内表面8，其中两个表面7、8与可压缩的流体相接触或被该流体加载压力。
内表面8的与可压缩流体相接触的大小与活塞3的移动位置相关。内表面8的与作业流体相接触的大小同样与活塞3的移动位置相关。活塞3被作业流体往壳体1中推回得越远，越大的内表面8与作业流体相接触。活塞3在内表面8上滑动并且通过衬套6引导。
衬套6和壳体1同心设置。衬套6由金属、即钢制成。壳体1由纤维增强的塑料制成。该塑料例如可以是碳纤维增强的或玻璃纤维增强的。附加地在壳体内侧上安置有不透气的装置，例如气体密封器、衬垫(Liner)或涂层。
在活塞3上设置有两个导向环9，轴向在这两个导向环之间具有一个密封环10。活塞3在其作业侧5上构造成凸起的而在其壳体侧4上构造成凹入的。活塞3的横截面构造成U形。
壳体1和衬套6彼此同心地设置。衬套6的外表面7完全被气体包围。内表面8与活塞3的位置相关地被气体或液体加载。内表面8与活塞3的位置相关地被气体更多地加载或被液体更多地加载。
图2示出具有壳体1的活塞式蓄能器的第二实施例的剖视图，在该壳体中，位于压力室2中的可压缩的气态流体不直接接触壳体1的内壁。
衬套6构造成盆状并且在面向活塞3的壳体侧4的端侧上通过底部封闭，该底部构成壳体1的一部分并且不透气地构造在面向压力室2的那侧上。这可以通过不透气的装置例如气体密封器、衬垫或涂层实现。衬套6在所示实施例中由金属材料制成且由此完全不透气。通过衬套6的这种设计方案，壳体1不需要同样构造成不透气的。通过使可压缩的流体在实际中不能从压力室2中泄漏，活塞式蓄能器在较长使用寿命期间始终具有较好的使用性能。衬套6具有外表面7和内表面8，其中仅内表面8与从来自压力室2的可压缩的气态流体相接触且被该流体加载压力。外表面7可以用作业流体进行压力加载，所述作业流体这里通过油构成。在所示实施例中，壳体1的内侧上没有位置与来自压力室2的可压缩的气态流体接触。
图3示出具有壳体1的活塞式蓄能器的第三实施例的剖视图，该壳体包围两个压力室2，其中，在两个压力室2中的每一个压力室中分别设置有一个与压差相关地沿轴向可移动的活塞3。
由此可以按照需要来选择式地操控和使用每个单独的活塞3。

Claims (13)

1.活塞式蓄能器，其包括壳体(1)，所述壳体限制压力室(2)且容纳可移动的活塞(3)，在所述压力室(2)中容纳有可压缩的流体，其中，活塞(3)具有壳体侧(4)，所述壳体侧面向压力室(2)，并且活塞(3)具有作业侧(5)，所述作业侧能朝向作业流体，所述作业流体能使活塞(3)运动，其特征在于，设置有衬套(6)，所述活塞(3)在所述衬套内部可移动。
2.根据权利要求1所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)部分地或完全容纳在壳体(1)内部。
3.根据权利要求1或2所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)具有外表面(7)和内表面(8)，其中，两个表面(7，8)与可压缩的流体相接触或被该可压缩的流体加载压力。
4.根据权利要求1或2所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)具有外表面(7)和内表面(8)，仅内表面(8)与可压缩的流体相接触或被该可压缩的流体加载压力，而外表面(7)能够被作业流体加载压力。
5.根据权利要求3或4所述的活塞式蓄能器，其特征在于，内表面(8)的与可压缩的流体相接触的大小与活塞(3)的移动位置相关。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，内表面(8)的与作业流体相接触的大小与活塞(3)的移动位置相关。
7.根据前述权利要求中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)和壳体(1)同心设置。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)和壳体(1)不同心地设置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)具有塑料或由塑料制成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，衬套(6)具有金属或由金属制成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，壳体(1)具有塑料或由塑料制成。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，壳体(1)具有金属或由金属制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的活塞式蓄能器，其特征在于，设置有多个衬套(6)，活塞(3)在这些衬套内部可移动。
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