DE102011112277A1 - Piston accumulator for hydro pneumatic shock absorber device of motor car, has bellows device defining sub chamber of inner space of cylinder and arranged within inner space, and fluid path connecting part of inner space with sub chamber - Google Patents

Piston accumulator for hydro pneumatic shock absorber device of motor car, has bellows device defining sub chamber of inner space of cylinder and arranged within inner space, and fluid path connecting part of inner space with sub chamber Download PDF

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Abstract

The accumulator (1) has a hollow cylinder (7) whose inner space (5) is divided into a gas-tight gas chamber (11) and a working chamber (15), where the gas chamber is filled with a compressible medium (9), and the working chamber is filled with a hydraulic medium (13). A separator piston (17) is longitudinally mounted within the interior space. A bellows device (21) defines a sub-chamber (19) of the inner space, and is arranged within the inner space. The separator piston comprises a fluid path (23) that connects a part of the inner space with the sub chamber. The compressible medium is selected from air, gas and gaseous mixture. Independent claims are also included for the following: (1) a method for pneumatically storage of hydraulic energy by a piston accumulator (2) a motor car.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher zum Speichern von Hydraulikenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Speichern von Hydraulikenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 und ein vorrichtungs- und/oder verfahrensgemäßes Kraftfahrzeug.The invention relates to a piston accumulator for storing hydraulic energy according to the preamble of claim 1, a method for storing hydraulic energy according to the preamble of claim 7 and a device and / or method according to motor vehicle.

Kolbenspeicher und Verfahren zum Speichern von Hydraulikenergie sind bekannt. Diese können beispielsweise mit einer Hydraulikanordnung gekoppelt werden und dort anfallende oder verbrauchte Energie speichern und bedarfsweise wieder freigeben. Es ist bekannt, das Speichern der Hydraulikenergie in Form von Pneumatikenergie vorzunehmen, wobei aufgrund eines Arbeitsdruckes, unter dem das Hydraulikmedium steht, ein kompressibles Medium, beispielsweise eine Luft, zum Einspeichern der Hydraulikenergie komprimiert werden kann. Dies kann beispielsweise mittels eines Trennkolbens erfolgen, wobei der Trennkolben mit einer ersten Seite mit dem Arbeitsdruck des Hydraulikmediums beaufschlagbar ist, wobei eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite dem kompressiblen Medium zugeordnet ist. Mittels einer Verschiebung des Trennkolbens kann ein Volumen des kompressiblen Mediums vergrößert oder verkleinert werden, wobei dadurch pneumatische Energie eingespeichert oder abgegeben werden kann. Die DE 16 25 474 A1 betrifft einen hydropneumatischen Energiespeicher mit einem länglichen Behälter, welcher an einem Ende an ein hydraulisches System angeschlossen und am anderen Ende durch einen Deckel druckdicht abgeschlossen ist, sowie einer das Innere des Behälters in einen Gas- und einen Flüssigkeitsraum unterteilenden beweglichen Wand, wobei die bewegliche Wand ein an einem Ende des Behälters befestigter Folienbalg ist. Aus einer Anmeldung derselben Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen 102011106817.5 ist eine hydropneumatische Energiespeichervorrichtung mit einem volumenvariabel und gasdicht abgegrenzten ersten Gasvolumen, wobei dem ersten Gasvolumen ein Hydraulikmedium druckübertragend zugeordnet oder zuordenbar ist, bekannt. Es ist vorgesehen, dass die Energiespeichervorrichtung ein dem Hydraulikmedium ebenfalls druckübertragend zugeordnetes oder zuordenbares sowie volumenvariabel und gasdicht abgegrenztes zweites Gasvolumen aufweist, wobei das zweite Gasvolumen radial innerhalb des ersten Gasvolumens angeordnet ist.Piston accumulator and method for storing hydraulic energy are known. These can be coupled, for example, with a hydraulic system and store there accumulating or used energy and release as needed again. It is known to carry out the storage of the hydraulic energy in the form of pneumatic energy, wherein due to a working pressure, under which the hydraulic medium is, a compressible medium, such as air, can be compressed for storing the hydraulic energy. This can be done for example by means of a separating piston, wherein the separating piston can be acted upon by a first side with the working pressure of the hydraulic medium, wherein one of the first side opposite second side is associated with the compressible medium. By means of a displacement of the separating piston, a volume of the compressible medium can be increased or decreased, whereby pneumatic energy can be stored or discharged. The DE 16 25 474 A1 relates to a hydropneumatic energy storage with an elongated container, which is connected at one end to a hydraulic system and pressure sealed at the other end by a lid, and a the inside of the container into a gas and a liquid space dividing movable wall, wherein the movable wall a foil bellows attached to one end of the container. From a registration of the same Applicant with the official file number 102011106817.5 is a hydropneumatic energy storage device with a variable volume and gas-tight demarcated first gas volume, wherein the first gas volume, a hydraulic medium is assigned pressure-transmitting or assignable, known. It is envisaged that the energy storage device also has a second volume of gas which is likewise assigned to or can be assigned to the hydraulic medium in a pressure-transmitting and volume-variable and gas-tight manner, the second volume of gas being arranged radially within the first volume of gas.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakten und besonders feinfühlig ansprechenden Kolbenspeicher zum Speichern von Hydraulikenergie, insbesondere in transienten Betriebszuständen besonders feinfühlig ansprechenden, insbesondere einen alternativen besonders feinfühlig ansprechenden Kolbenspeicher bereitzustellen.The object of the invention is to provide a compact and particularly sensitive responsive piston accumulator for storing hydraulic energy, especially in transient operating conditions particularly sensitive responsive, in particular an alternative particularly sensitive responsive piston accumulator.

Die Aufgabe ist bei einem Kolbenspeicher zum Speichern von Hydraulikenergie, mit einem einen Innenraum aufweisenden Hohlzylinder, einem den Innenraum des Hohlzylinders in einen mit einem kompressiblen Medium gefüllten gasdichten Gasraum und einen mit einem Hydraulikmedium füllbaren Arbeitsraum teilenden und längsverschieblich innerhalb des Innenraums gelagerten Trennkolben dadurch gelöst, dass innerhalb des Innenraums eine einen Teilraum des Innenraums abgrenzende Wellbalgvorrichtung angeordnet ist und der Trennkolben einen Fluidpfad aufweist, wobei der Fluidpfad einen außerhalb des Teilraums des Innenraums liegenden Teil des Innenraums mit dem mittels der Wellbalgvorrichtung abgegrenzten Teilraum des Innenraums verbindet. Vorteilhaft ist die Wellbalgvorrichtung beziehungsweise deren abgegrenzter Teilraum innerhalb des Innenraums angeordnet, sodass ein kompakter Aufbau des Kolbenspeichers möglich ist. Vorteilhaft ist die Wellbalgvorrichtung beziehungsweise deren abgegrenzter Teilraum mittels des Fluidpfads mit dem nicht von der Wellbalgvorrichtung abgegrenzten Teil des Innenraums verbunden. Vorteilhaft kann während transienten Zuständen über den Fluidpfad eine Energieübertragung durch ein überströmendes Medium stattfinden. Die Energie wird mittels der Wellbalgvorrichtung gespeichert. Dies kann beispielsweise vor einem sogenannten Losbrechen des Trennkolbens erfolgen. Unter einem Losbrechen des Trennkolbens kann verstanden werden, dass dieser aufgrund von Haftreibungskräften, die zwischen einer Innenwand des Hohlzylinders und einer vorhandenen Dichtung zwischen dem Trennkolben und dem Hohlzylinder auftritt, bei vergleichsweise kleinen Druckunterschieden sich noch nicht in Bewegung setzt, also eine eingebrachte Energiemenge oder eine entnommene Energiemenge nicht sofort auf das kompressible Medium übertragen werden kann. Bei einem größer werdenden Druckunterschied beginnt sich der Trennkolben ruckartig in Bewegung zu setzen, was als Losbrechen bezeichnet wird. Dieses Losbrechen verursacht in dem Hydraulikmedium Druckunterschiede, die in Verbindung mit einer Federdämpfervorrichtung eines Kraftfahrzeugs als unkomfortabel empfunden werden. Vorteilhaft können diese Druckunterschiede mittels eines Überströmens über den Fluidpfad und einer entsprechenden Energiespeicherung in der Wellbalgvorrichtung und/oder mittels der Wellbalgvorrichtung vermieden oder zumindest gedämpft werden.The object is achieved in a piston accumulator for storing hydraulic energy, having a hollow cylinder having an interior space, a separating piston which divides the interior of the hollow cylinder into a gas-tight gas space filled with a compressible medium and a working space which can be filled with a hydraulic medium and which is mounted longitudinally displaceably within the interior space, a corrugated bellows device delimiting a partial space of the interior space is arranged within the interior space and the separating piston has a fluid path, wherein the fluid path connects a part of the interior located outside the subspace of the interior space with the subspace of the interior delimited by means of the corrugated bellows device. Advantageously, the corrugated bellows device or its delimited subspace is arranged within the interior, so that a compact construction of the piston accumulator is possible. Advantageously, the corrugated bellows device or its delimited subspace is connected by means of the fluid path to the part of the interior which is not delimited by the bellows device. Advantageously, during transient states via the fluid path, an energy transfer through an overflowing medium take place. The energy is stored by means of the bellows device. This can be done, for example, before a so-called breakaway of the separating piston. Los breakage of the separating piston can be understood that this due to static friction forces, which occurs between an inner wall of the hollow cylinder and an existing seal between the separating piston and the hollow cylinder, at relatively small pressure differences is not yet in motion, ie an amount of energy or introduced removed amount of energy can not be immediately transferred to the compressible medium. As the pressure difference increases, the separating piston begins to jerk, which is referred to as breakaway. This breakaway caused in the hydraulic medium pressure differences, which are perceived in connection with a spring damper device of a motor vehicle as uncomfortable. Advantageously, these pressure differences can be avoided or at least damped by means of an overflow via the fluid path and a corresponding energy storage in the bellows device and / or by means of the bellows device.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenspeichers ist vorgesehen, dass die Wellbalgvorrichtung innerhalb des Gasraums angeordnet und mit dem Hydraulikmedium gefüllt ist, wobei der Fluidpfad des Trennkolbens den Arbeitsraum des Innenraums mit dem Teilraum der Wellbalgvorrichtung verbindet, oder dass die Wellbalgvorrichtung innerhalb des Arbeitsraums angeordnet und mit dem kompressiblen Medium gefüllt ist, wobei der Fluidpfad des Trennkolbens den Gasraum des Innenraums mit dem Teilraum der Wellbalgvorrichtung verbindet. Vorteilhaft kann in unterschiedlichen Konstruktionsvarianten der Trennkolben entweder mit dem Hydraulikmedium gefüllt sein, wobei dabei dieser innerhalb des Gasraums angeordnet ist oder mit dem kompressiblen Medium gefüllt sein, wobei dieser dabei innerhalb des Arbeitsraums des Innenraums des Hohlzylinders angeordnet ist. Vorteilhaft steht einerseits das über den Fluidpfad überströmende Medium, also entweder das kompressible Medium oder das Hydraulikmedium in einem energieübertragenden fluidischen Kontakt mit dem Teilraum der Wellbalgvorrichtung und andererseits steht eine Außenfläche der Wellbalgvorrichtung mit dem Gasraum oder dem Arbeitsraum in einem energieübertragenden Kontakt in Verbindung. Es ist also möglich, auch durch eine Verformung der Wellbalgvorrichtung ein Volumen entweder des Gasraums oder des Arbeitsraums zu verändern. Dies ist verbunden mit einem Überströmen des entsprechenden Mediums, also des kompressiblen Mediums oder des Hydraulikmediums über den Fluidpfad. Dabei treten zwei unterschiedliche Energiewandlungen auf, erstens eine Umwandlung in potenzielle Federenergie der Wellbalgvorrichtung und zweitens aufgrund der Verkleinerung oder Vergrößerung des entsprechenden Raumes, also des Arbeitsraumes oder des Gasraumes aufgrund der Größenänderung der Wellbalgvorrichtung beziehungsweise des von dieser abgegrenzten Teilraums. Eine Vergrößerung des Teilraums geht entsprechend mit einer Verkleinerung des Raumes innerhalb dessen die Wellbalgvorrichtung angeordnet ist, also des Arbeitsraumes oder des Gasraumes einher, oder umgekehrt. Dabei wird pneumatische Energie gespeichert oder freigegeben.In a further preferred exemplary embodiment of the piston accumulator, it is provided that the bellows device is arranged inside the gas space and filled with the hydraulic medium, wherein the fluid path of the separating piston connects the working space of the inner space with the partial space of the bellows device, or that the Wellbalgvorrichtung is disposed within the working space and filled with the compressible medium, wherein the fluid path of the separating piston connects the gas space of the inner space with the subspace of the bellows device. Advantageously, in different design variants, the separating piston can either be filled with the hydraulic medium, wherein it is arranged inside the gas space or filled with the compressible medium, this being arranged within the working space of the interior of the hollow cylinder. Advantageously, on the one hand, the medium flowing over the fluid path, ie either the compressible medium or the hydraulic medium in an energy-transmitting fluidic contact with the subspace of Wellbalgvorrichtung and on the other hand is an outer surface of the bellows device with the gas space or the working space in a power-transmitting contact in combination. It is thus possible to change a volume of either the gas space or the working space by a deformation of the bellows device. This is associated with an overflow of the corresponding medium, ie the compressible medium or the hydraulic medium via the fluid path. Two different energy conversions occur, firstly a conversion into potential spring energy of the corrugated bellows device and secondly due to the reduction or enlargement of the corresponding space, ie the working space or the gas space, due to the size change of the corrugated bellows device or of the subspace delimited therefrom. An enlargement of the subspace is correspondingly accompanied by a reduction of the space within which the corrugated bellows device is arranged, ie the working space or the gas space, or vice versa. This pneumatic energy is stored or released.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenspeichers ist vorgesehen, dass die Wellbalgvorrichtung einen den Teilraum fluiddicht abgrenzenden Wellbalg und ein von einer Volumenänderung des Teilraums des Wellbalgs ausgehend von einer Gleichgewichtsposition des Wellbalgs rückstellend entgegenwirkendes Federelement aufweist. Vorteilhaft weist die Wellbalgvorrichtung den Wellbalg und das Federelement auf. Der Wellbalg dient dazu, den Teilraum des Innenraums volumenvariabel abzugrenzen. Dazu kann dieser beispielsweise ziehharmonikaförmig ausgebildet sein. Das Federelement dient dazu, eine Verformung des Wellbalgs mittels von dem Federelement aufgebrachten Rückstellkräften in einem kraftlosen und/oder drucklosen Zustand in eine Gleichgewichtsposition zurückzustellen. Vorteilhaft kann ausgehend von dieser Gleichgewichtsposition eine Volumenänderung des abgegrenzten Teilraums unter Wandlung von Energie mittels des Federelements erfolgen. Vorteilhaft wirkt das Federelement der Volumenänderung unter Rückwandlung der entsprechend aufgenommenen Energie entgegen. Vorteilhaft kann das Federelement ein Übertragungsverhalten des Kolbenspeichers während des transienten Zustandes, insbesondere vor oder in einer zeitlich engen Umgebung des Losbrechens des Trennkolbens positiv beeinflussen. Vorteilhaft kann bereits ein Teil der Hydraulikenergie mittels des Federelements gewandelt werden, obwohl der Trennkolben sich noch nicht in Bewegung gesetzt hat. Vorteilhaft können dadurch als unkomfortabel empfundene Druckschwankungen und/oder Druckspitzen vermieden werden.In a further preferred exemplary embodiment of the piston accumulator, it is provided that the corrugated bellows device has a corrugated bellows bordering the subspace in a fluid-tight manner and a spring element resetting from a volume change of the subspace of the corrugated bellows, starting from an equilibrium position of the corrugated bellows. Advantageously, the Wellbalgvorrichtung the bellows and the spring element. The bellows serves to delimit the partial space of the interior volume variable. For this purpose, for example, this can be accordion-shaped. The spring element serves to reset a deformation of the bellows by means of restoring forces applied by the spring element in a powerless and / or depressurized state into an equilibrium position. Advantageously, starting from this equilibrium position, a volume change of the delimited subspace can take place with conversion of energy by means of the spring element. Advantageously, the spring element counteracts the change in volume while reconverting the correspondingly received energy. Advantageously, the spring element can positively influence a transmission behavior of the piston accumulator during the transient state, in particular before or in a time-tight environment of breakaway of the separating piston. Advantageously, a part of the hydraulic energy can be converted by means of the spring element, although the separating piston has not yet set in motion. Advantageously, this can be avoided as uncomfortable perceived pressure fluctuations and / or pressure peaks.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenspeichers ist vorgehen, dass der Fluidpfad einen mittels einer elastischen Membran abgesperrten ersten Teilfluidpfad und einen dem ersten Teilfluidpfad parallel geschalteten zweiten Teilfluidpfad aufweist. Vorteilhaft kann mittels der elastischen Membran innerhalb des Fluidpfades während des transienten Zustandes ebenfalls Energie gewandelt, also aufgenommen oder abgegeben werden. Vorteilhaft kann dies insbesondere für hohe Frequenzen eine Durchlässigkeit des Fluidpfades bewirken. Vorteilhaft können also für hohe Frequenzen vorteilhaft große Energiemengen über den Fluidpfad übertragen werden, was ebenfalls einen Komforteindruck in Verbindung mit einer Federdämpfervorrichtung eines Kraftfahrzeuges positiv beeinflusst. Vorteilhaft kann der mittels der elastischen Membran abgesperrte erste Teilfluidpfad von dem parallel geschalteten zweiten Teilfluidpfad umgangen werden. Dadurch ist es möglich, dass während des transienten Zustandes eine gewisse Teilmenge der Energie über die elastische Membran übertragen wird. Während eines stationären Zustandes befindet sich die elastische Membran in einem Ruhezustand, wobei sämtliche Energie innerhalb des kompressiblen Mediums, das in dem Gasraum eingeschlossen ist, gespeichert ist. Vorteilhaft kann so ein dynamisches Übertragungsverhalten des Kolbenspeichers, also während des transienten Zustandes, positiv beeinflusst werden. Vorteilhaft wirkt die elastische Membran als Hochpassfilter und der parallel geschaltete zweite Teilfluidpfad als Tiefpassfilter. Insgesamt ergibt sich also ein Bandpass-Übertragungsverhalten.In a further preferred exemplary embodiment of the piston accumulator, the procedure is such that the fluid path has a first partial fluid path shut off by means of an elastic diaphragm and a second partial fluid path connected in parallel to the first partial fluid path. Advantageously, by means of the elastic membrane within the fluid path during the transient state, energy can also be converted, that is, absorbed or released. This can advantageously bring about a permeability of the fluid path, in particular for high frequencies. Advantageously, therefore, large amounts of energy can advantageously be transmitted via the fluid path for high frequencies, which likewise positively influences a comfort impression in conjunction with a spring damper device of a motor vehicle. Advantageously, the first partial fluid path blocked off by the elastic diaphragm can be bypassed by the second partial fluid path connected in parallel. This makes it possible that during the transient state, a certain subset of the energy is transmitted via the elastic membrane. During a steady state, the elastic membrane is in a quiescent state, with all energy stored within the compressible medium trapped in the gas space. Advantageously, such a dynamic transmission behavior of the piston accumulator, ie during the transient state, can be positively influenced. Advantageously, the elastic membrane acts as a high-pass filter and the second partial fluid path connected in parallel as a low-pass filter. Overall, this results in a bandpass transmission behavior.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenspeichers ist vorgehen, dass der zweite Teilfluidpfad einen höheren hydraulischen Widerstand als der erste Teilfluidpfad ohne Berücksichtigung der elastischen Membran aufweist. Vorteilhaft kann mittels des hydraulischen Widerstands des zweiten Teilfluidpfads das Übertragungsverhalten festgelegt werden. Dieser kann dazu beispielsweise eine größere Länge und/oder einen kleineren Querschnitt aufweisen als der erste Teilfluidpfad.In a further preferred exemplary embodiment of the piston accumulator, the second partial fluid path has a higher hydraulic resistance than the first partial fluid path without consideration of the elastic diaphragm. Advantageously, the transmission behavior can be determined by means of the hydraulic resistance of the second Teilfluidpfads. This can for example have a greater length and / or a smaller cross-section than the first partial fluid path.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenspeichers ist vorgehen, dass der Trennkolben eine einen u-förmigen Längsschnitt bildende Ausnehmung aufweist, wobei die Wellbalgvorrichtung in einem verkleinerten Zustand innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. Der Trennkolben ist innerhalb des Innenraums des Hohlzylinder längsverschieblich beweglich. Dabei kann er grundsätzlich in zwei Endpositionen an einer Frontplatte beziehungsweise einer Rückwand des Kolbenspeichers anschlagen. Vorteilhaft kann die Wellbalgvorrichtung so ausgelegt sein, dass diese in Verbindung mit einem sich innerhalb des kompressiblen Mediums ergebenden Druck in der entsprechenden Anschlagsposition in einem Volumen derartig verkleinert ist, dass die Wellbalgvorrichtung innerhalb der Ausnehmung Platz findet, also trotz einer Maximalauslenkung des Trennkolbens vor möglichen Beschädigungen geschützt ist. Dabei ist es auch möglich, dass nicht nur der Trennkolben selbst, sondern auch die Wellbalgvorrichtung an der Bodenplatte des Kolbenspeichers anschlägt, sich jedoch aufgrund des Anschlagens derartig verformt, dass diese in der entgültigen Maximalposition, in der auch der Trennkolben anschlägt, innerhalb der Ausnehmung geschützt angeordnet ist.In a further preferred embodiment of the piston accumulator is proceed, in that the separating piston has a recess which forms a U-shaped longitudinal section, wherein the bellows device is arranged in a reduced state within the recess. The separating piston is longitudinally movable within the interior of the hollow cylinder. He can basically strike in two end positions on a front panel or a rear wall of the piston accumulator. Advantageously, the Wellbalgvorrichtung be designed so that this is reduced in conjunction with a resulting within the compressible medium pressure in the corresponding stop position in a volume such that the Wellbalgvorrichtung finds place within the recess, so despite a maximum deflection of the separating piston from possible damage is protected. It is also possible that not only the separating piston itself, but also the bellows device abuts against the bottom plate of the piston accumulator, but deformed due to the impact of such that this in the final maximum position, in which also strikes the separating piston, protected within the recess is arranged.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum pneumatischen Speichern von Hydraulikenergie mittels eines Kolbenspeichers, insbesondere eines vorab beschriebenen Kolbenspeichers, durch Speichern einer ersten Teilmenge der Hydraulikenergie in Form von potenzieller Federenergie mittels einer Wellbalgvorrichtung des Kolbenspeichers und Speichern einer zweiten Teilmenge der Hydraulikenergie in Form von pneumatischer Energie eines von einem Trennkolben des Kolbenspeichers innerhalb des Gasraums des Kolbenspeichers volumenvariabel und fluiddicht abgegrenzten kompressiblen Mediums gelöst. Vorteilhaft kann die abzuspeichernde Energiemenge aufgeteilt werden. Vorteilhaft kann dies abhängig von einem Zustand des Kolbenspeichers erfolgen. Vorteilhaft kann die erste Teilmenge der Hydraulikenergie mittels der Wellbalgvorrichtung gespeichert und/oder übertragen werden, was beispielsweise vor einem Losbrechen des Trennkolbens vorteilhaft erfolgen kann. Dadurch kann vorteilhaft ein Komfort für eine Anwendung des Verfahrens bei Federdämpfervorrichtungen von Kraftfahrzeugen erhöht werden.The object is also in a method for the pneumatic storage of hydraulic energy by means of a piston accumulator, in particular a previously described piston accumulator, by storing a first subset of the hydraulic energy in the form of potential spring energy by means of a bellows device of the piston accumulator and storing a second subset of the hydraulic energy in the form of pneumatic Energy of one of a separating piston of the piston accumulator within the gas space of the piston accumulator volume variable and fluid-tight demarcated separated compressible medium. Advantageously, the amount of energy to be stored can be divided. This can advantageously be done depending on a state of the piston accumulator. Advantageously, the first subset of the hydraulic energy can be stored and / or transmitted by means of the bellows device, which can advantageously take place, for example, before the separating piston breaks free. This can advantageously be increased comfort for an application of the method in spring damper devices of motor vehicles.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird mit Speichern einer dritten Teilmenge der Hydraulikenergie während eines transienten Zustands des Kolbenspeichers in Form von potenzieller Dehnungsenergie mittels einer elastischen Membran durchgeführt. Vorteilhaft kann die dritte Teilmenge der Hydraulikenergie in Form der potenziellen Dehnungsenergie der elastischen Membran abgespeichert werden. Dies kann vorteilhaft in transienten Zuständen und/oder für hohe Frequenzen erfolgen. Vorteilhaft ergibt sich für die hohen Frequenzen und/oder transienten Zustand ein vergleichsweise weiches Übertragungsverhalten, was vorteilhaft im Zusammenhang mit Federdämpfersystemen für Kraftfahrzeuge bei hochfrequenten Anregungen einen Komfort verbessern kann.A preferred embodiment of the method is performed by storing a third subset of the hydraulic energy during a transient state of the piston accumulator in the form of potential strain energy by means of an elastic membrane. Advantageously, the third subset of the hydraulic energy can be stored in the form of the potential expansion energy of the elastic membrane. This can advantageously take place in transient states and / or for high frequencies. Advantageously results for the high frequencies and / or transient state, a comparatively soft transmission behavior, which can advantageously improve comfort in conjunction with spring damper systems for motor vehicles at high-frequency excitations.

Die Aufgabe ist außerdem durch ein Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Kolbenspeicher und/oder eingerichtet, ausgelegt, konstruiert und/oder ausgerüstet mit einer Software zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object is also achieved by a motor vehicle with a previously described piston accumulator and / or set up, designed, constructed and / or equipped with software for performing a method described above. This results in the advantages described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Erfindung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features form the subject of the invention, or independently of the claims, either alone or in any meaningful combination, and in particular can additionally also be the subject of one or more separate invention (s). The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 Eine schematische Teillängsschnittansicht eines Kolbenspeichers mit einer Wellbalgvorrichtung; 1 A schematic partial longitudinal sectional view of a piston accumulator with a bellows device;

2 Eine weitere schematische Teillängsschnittansicht eines Kolbenspeichers mit einer Wellbalgvorrichtung mit einem zweigeteilten Fluidpfad; und 2 Another schematic partial longitudinal sectional view of a piston accumulator with a bellows device with a two-part fluid path; and

3 Eine schematische Längsschnittansicht eines Trennkolbens des in 1 gezeigten Kolbenspeichers in drei unterschiedlichen Zustände A, B, C. 3 A schematic longitudinal sectional view of a separating piston of the in 1 shown piston accumulator in three different states A, B, C.

1 zeigt einen Kolbenspeicher 1 zum Speichern von Hydraulikenergie 3. Der Kolbenspeicher 1 weist einen Innenraum 5 auf. Der Innenraum 5 wird von einem Hohlzylinder 7 gebildet. Der Innenraum 5 des Hohlzylinders 7 ist teilweise mit einem kompressiblen Medium 9 gefüllt, das von einem Gasraum 11 fluiddicht eingeschlossen ist. Unter einem kompressiblen Medium kann insbesondere eine Luft, ein Gas, ein Gasgemisch und/oder Ähnliches verstanden werden. 1 shows a piston accumulator 1 for storing hydraulic energy 3 , The piston accumulator 1 has an interior 5 on. The interior 5 is from a hollow cylinder 7 educated. The interior 5 of the hollow cylinder 7 is partly with a compressible medium 9 filled by a gas chamber 11 is enclosed in a fluid-tight manner. A compressible medium may in particular be understood as meaning an air, a gas, a gas mixture and / or the like.

Außerdem ist der Innenraum 5 teilweise mit einem Hydraulikmedium 13 gefüllt. Das Hydraulikmedium 13 befindet sich innerhalb eines Arbeitsraums 15 des Innenraums 5. Innerhalb des Innenraums 5 ist ein Trennkolben 17 angeordnet. Der Trennkolben 17 ist längsverschieblich innerhalb des Innenraums 5 angeordnet und trennt den Innenraum 5 in den Gasraum 11 und den Arbeitsraum 15 auf.Besides, the interior is 5 partly with a hydraulic medium 13 filled. The hydraulic medium 13 is inside a workroom 15 of the interior 5 , Inside the interior 5 is a separating piston 17 arranged. The separating piston 17 is longitudinally displaceable within the interior 5 arranged and separates the interior 5 in the gas space 11 and the workroom 15 on.

Der Gasraum 11 ist außerdem noch in einen zusätzlichen Teilraum 19 abgegrenzt. Dazu ist eine Wellbalgvorrichtung 21 innerhalb des Gasraums 11 angeordnet.The gas space 11 is also still in an additional subspace 19 demarcated. This is a bellows device 21 within the gas space 11 arranged.

Der Trennkolben 17 weist einen Fluidpfad 23 auf. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 verbindet der Fluidpfad 23 den Arbeitsraum 15 mit dem mittels der Wellbalgvorrichtung 21 abgegrenzten Teilraum 19. Der Teilraum 19, also die Wellbalgvorrichtung 21 und der Fluidpfad 23, sind ebenfalls mit dem Hydraulikmedium 13 gefüllt.The separating piston 17 has a fluid path 23 on. In the embodiment according to 1 connects the fluid path 23 the workroom 15 with the means of bellows device 21 delimited subspace 19 , The subspace 19 , so the bellows device 21 and the fluid path 23 , are also with the hydraulic medium 13 filled.

Der in 1 dargestellte Kolbenspeicher 1 ist Teil eines nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeugs 43. Das Kraftfahrzeug 43 kann beispielsweise eine Federdämpfervorrichtung, insbesondere eine hydropneumatische Federdämpfervorrichtung aufweisen, wobei einer oder mehrere der Kolbenspeicher 1 zum temporären Abspeichern der Hydraulikenergie 3 an dem Kraftfahrzeug 43 vorgesehen sein können.The in 1 illustrated piston accumulator 1 is part of a motor vehicle only partially shown 43 , The car 43 For example, may include a spring damper device, in particular a hydropneumatic spring damper device, wherein one or more of the piston accumulator 1 for temporarily storing the hydraulic energy 3 on the motor vehicle 43 can be provided.

Der Trennkolben 17 ist mittels einer Dichtung 45 fluiddicht gegen eine den Innenraum 5 abgrenzende Innenfläche des Hohlzylinders 7 abgedichtet. Mittels der Dichtung 45 kann sichergestellt werden, dass das kompressible Medium 9 innerhalb des Gasraums 11 fluiddicht eingeschlossen ist.The separating piston 17 is by means of a seal 45 fluid-tight against a the interior 5 delimiting inner surface of the hollow cylinder 7 sealed. By means of the seal 45 can be ensured that the compressible medium 9 within the gas space 11 is enclosed in a fluid-tight manner.

Die Wellbalgvorrichtung 21 ist ebenfalls fluiddicht dem Trennkolben 17 zugeordnet. Der Trennkolben 17 weist eine erste Druckfläche 47 und eine der ersten Druckfläche 47 gegenüberliegende zweite Druckfläche 49 auf. Die erste Druckfläche 47 ist mit einem Druck des kompressiblen Mediums 9 beaufschlagt. Die zweite Druckfläche 49 ist mit einem Arbeitsdruck des Hydraulikmediums 13 beaufschlagt. Entsprechende Druckkräfte wirken auf den Trennkolben 17, der sich entsprechend in eine Gleichgewichtsposition bewegt. Einer Bewegung des Trennkolbens 17 wirkt jedoch auch eine aufgrund von Dichtungskräften der Dichtung 45 bewirkte Reibungskraft entgegen. Dies führt dazu, dass kleine Druckdifferenzen beziehungsweise Druckkraftdifferenzen der ersten Druckfläche 47 und der zweiten Druckfläche 49 keine Bewegung des Trennkolbens 17 bewirken. Erst wenn die Druckkräfte eine derartig hohe Differenz aufweisen, dass die Reibungskräfte der Dichtung 45 überwunden werden, setzt sich der Trennkolben 17 in Bewegung. Dieses Phänomen wird als Losbrechen des Trennkolbens 17 bezeichnet.The bellows device 21 is also fluid-tight to the separating piston 17 assigned. The separating piston 17 has a first printing surface 47 and one of the first pressure surface 47 opposite second pressure surface 49 on. The first printing surface 47 is with a pressure of the compressible medium 9 applied. The second printing surface 49 is at a working pressure of the hydraulic medium 13 applied. Corresponding pressure forces act on the separating piston 17 , which moves accordingly in an equilibrium position. A movement of the separating piston 17 However, also acts due to sealing forces of the seal 45 counteracted frictional force. This leads to small pressure differences or pressure force differences of the first pressure surface 47 and the second pressure surface 49 no movement of the separating piston 17 cause. Only when the pressure forces have such a high difference that the frictional forces of the seal 45 be overcome, sets the separating piston 17 moving. This phenomenon is called breakaway of the separating piston 17 designated.

Vorteilhaft kann für den Fall, dass sich der Trennkolben 17 noch nicht bewegt, jedoch bereits eine Druckdifferenz zwischen dem kompressiblen Medium und dem Hydraulikmedium 13 auftritt, ein Überströmen des Hydraulikmediums 13 über den Fluidpfad 23 erfolgen. Dies führt zu einer Verformung der Wellbalgvorrichtung 21 und damit entweder zu einer Volumenzunahme oder einer Volumenabnahme des von der Wellbalgvorrichtung 21 abgegrenzten Teilraums 19. Eine Volumenänderung der Wellbalgvorrichtung 21 führt auch zu einer Volumenänderung eines außerhalb der Wellbalgvorrichtung 21 liegenden Teils des Gasraums 11 des Innenraums 5.Advantageously, in the event that the separating piston 17 not yet moved, but already a pressure difference between the compressible medium and the hydraulic medium 13 occurs, an overflow of the hydraulic medium 13 over the fluid path 23 respectively. This leads to a deformation of the bellows device 21 and thus either an increase in volume or a decrease in volume of the bellows device 21 delimited subspace 19 , A volume change of the bellows device 21 also results in a volume change of one outside the bellows device 21 lying part of the gas space 11 of the interior 5 ,

Die Wellbalgvorrichtung 21 weist ein in 3 dargestelltes Federelement 27 und einen Wellbalg 25 auf. Bei dem Federelement 27 kann es sich um eine separate Feder handeln, die beispielsweise den Wellbalg 25 aufspannt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Wellbalgvorrichtung 21 an der flach oder konisch ausgeführten Stirnseite zumindest eine konzentrisch, sich radial erstreckende ringförmige Faltung aufweisen. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Stirnseite der Wellbalgvorrichtung 21 im Querschnitt gesehen, ein Wellenprofil aufweisen. Weiterhin kann zusätzlich auch eine Mantelfläche 25a des Wellbalgs 25 eine derartige Faltung aufweisen bzw. ausschließlich die Mantelfläche 25a des Wellbalgs diese aufweisen. Derartig Wellbälge 25, gegebenenfalls aus einzelnen Membransegmenten gefügt, sind auch unter der Bezeichnung Membranbälge bekannt.The bellows device 21 has an in 3 illustrated spring element 27 and a corrugated bellows 25 on. In the spring element 27 it can be a separate spring, for example, the bellows 25 spans. Alternatively and / or additionally, the bellows device 21 at least have a concentric, radially extending annular fold on the flat or conical end face. In other words, the end face of the bellows device 21 seen in cross section, have a wave profile. Furthermore, in addition, a lateral surface 25a of the bellows 25 have such a convolution or exclusively the lateral surface 25a of the bellows have this. Such Wellbälge 25 , optionally joined from individual membrane segments, are also known as membrane bellows.

Alternativ und/oder zusätzlich kann auch der Wellbalg 25 selbst elastische Eigenschaften aufweisen. Vorteilhaft kann eine erste Teilmenge 37 der Hydraulikenergie 3 in Form von potenzieller Federenergie des Federelements 27 abgespeichert werden. Eine zweite Teilmenge 39 kann in Form von pneumatischer Energie abgespeichert werden. In 1 sind beispielhaft Pfeile eingezeichnet, wobei Energieströme symbolisiert sind, die bei einem Einströmen des Hydraulikmediums 13 in den Innenraum 5 des Kolbenspeichers 1 auftreten. Das Einströmen des Hydraulikmediums 13 erfolgt mittels eines Anschlusses 51, beispielsweise ausgeführt als Bohrung des Hohlzylinders 7, wobei diese Bohrung des Anschlusses 51 in den Arbeitsraum 15 mündet.Alternatively and / or additionally, the corrugated bellows 25 even have elastic properties. Advantageously, a first subset 37 the hydraulic energy 3 in the form of potential spring energy of the spring element 27 be stored. A second subset 39 can be stored in the form of pneumatic energy. In 1 By way of example, arrows are shown, wherein energy flows are symbolized, which at an inflow of the hydraulic medium 13 in the interior 5 of the piston accumulator 1 occur. The inflow of the hydraulic medium 13 done by means of a connection 51 , For example, designed as a bore of the hollow cylinder 7 , this hole of the connector 51 in the workroom 15 empties.

Um ein Einströmen und/oder Ausströmen des Hydraulikmediums 13 in den Arbeitsraum 15 durch die Bohrung des Anschlusses 51 zu ermöglichen, sind innerhalb des Arbeitsraums 15 Abstandshalter 53 vorgesehen. Die Abstandshalter 53 beabstanden den Trennkolben 17 von einer Bodenplatte 55 des Kolbenspeichers 1. Mittels der Bodenplatte 55 wird der Hohlzylinder 7 zum Bilden des fluiddichten Innenraums 5 fluiddicht abgeschlossen. Hierzu ist zwischen der Bodenplatte 55 und der Innenfläche des Hohlzylinders 7 eine weitere Dichtung 57 vorgesehen.To an inflow and / or outflow of the hydraulic medium 13 in the workroom 15 through the hole of the connection 51 to allow are within the workspace 15 spacer 53 intended. The spacers 53 space the separating piston 17 from a floor plate 55 of the piston accumulator 1 , By means of the bottom plate 55 becomes the hollow cylinder 7 for forming the fluid-tight interior 5 sealed fluid-tight. This is between the bottom plate 55 and the inner surface of the hollow cylinder 7 another seal 57 intended.

Die zweite Teilmenge 39 wird auf zwei verschiedene Arten auf das kompressible Medium 9 des Gasraums 11 übertragen. Eine erste Untermenge kann mittels einer Verschiebung des Trennkolbens 17 innerhalb des Innenraums 5 auf das kompressible Medium 9 übertragen werden. Dabei wird der Gasraum 11 verkleinert oder vergrößert. Eine weitere Untermenge der zweiten Teilmenge 39 wird durch eine Volumenvergrößerung oder Volumenverkleinerung der Wellbalgvorrichtung 21, also des Teilraums 19 der Wellbalgvorrichtung 21 auf das kompressible Medium 9 übertragen. Dabei wird ein außerhalb der Wellbalgvorrichtung 21 liegender Teil des Gasraums 11 des Innenraums 5 in einem Volumen verändert, wobei ebenfalls eine entsprechende Energiemenge auf das kompressible Medium 9 übertragen wird oder von diesem abgegeben wird. Da die Wellbalgvorrichtung 21 mit dem Hydraulikmedium 13 gefüllt ist, kann also von dem Hydraulikmedium 13 über die Wellbalgvorrichtung 21 die Energieübertragung erfolgen.The second subset 39 becomes on the compressible medium in two different ways 9 of the gas space 11 transfer. A first subset can by means of a displacement of the separating piston 17 inside the interior 5 on the compressible medium 9 be transmitted. This is the gas space 11 reduced or enlarged. Another subset of the second subset 39 is due to an increase in volume or volume reduction of the bellows device 21 , so of the subspace 19 the bellows device 21 on the compressible medium 9 transfer. In this case, an outside of the bellows device 21 lying part of the gas space 11 of the interior 5 changed in a volume, where also a corresponding amount of energy to the compressible medium 9 is transmitted or delivered by the latter. As the bellows device 21 with the hydraulic medium 13 is filled, so can from the hydraulic medium 13 via the bellows device 21 the energy transfer takes place.

2 zeigt einen weiteren Kolbenspeicher 1, der ähnlich aufgebaut ist wie der in 1 gezeigte Kolbenspeicher 1. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. 2 shows a further piston accumulator 1 which is similar in construction to the one in 1 shown piston accumulator 1 , In the following, only the differences are discussed.

Im Unterschied zur Darstellung der 1 weist der Trennkolben 17 gemäß 2 eine Trennplatte 59 und einen Trennteller 61 auf. Die Trennplatte 59 weist zweite Druckfläche 49 auf. Der Trennteller 61 weist die erste Druckfläche 47 auf. Die Trennplatte 59 und der Trennteller 61 des Trennkolbens 17 sind fest einander zugeordnet, beispielsweise mittels nicht näher dargestellten Verschraubungen miteinander fixiert. Als weiterer Unterschied ist zwischen der Trennplatte 59 und dem Trennteller 61 eine elastische Membran 29 angeordnet. Die elastische Membran 29 kann mittels Klemmkräften zwischen der Trennplatte 59 und dem Trennteller 61 fixiert sein. Zwischen der Trennplatte 59, der elastischen Membran 29 und dem Trennteller 61 ergibt sich dadurch ein fluiddichter Anlagekontakt.In contrast to the representation of the 1 has the separating piston 17 according to 2 a partition plate 59 and a separating plate 61 on. The partition plate 59 has second printing surface 49 on. The separating plate 61 has the first print area 47 on. The partition plate 59 and the separator plate 61 of the separating piston 17 are firmly associated with each other, for example, fixed together by means not shown screws. Another difference is between the separator plate 59 and the separation plate 61 an elastic membrane 29 arranged. The elastic membrane 29 can by means of clamping forces between the partition plate 59 and the separation plate 61 be fixed. Between the partition plate 59 , the elastic membrane 29 and the separation plate 61 This results in a fluid-tight contact contact.

Als weiterer Unterschied weist der den Trennkolben 17 durchdringende Fluidpfad 23 einen ersten Teilfluidpfad 31 und einen zweiten Teilfluidpfad 33 auf.Another difference points to the separating piston 17 penetrating fluid path 23 a first partial fluid path 31 and a second partial fluid path 33 on.

Der erste Teilfluidpfad 31 ist mittels der elastischen Membran 29 fluiddicht verschlossen. Der zweite Teilfluidpfad 33 ist dem ersten Teilfluidpfad 31 parallel geschaltet, so dass trotz des verschlossenen ersten Teilfluidpfades 31 über den parallel geschalteten zweiten Teilfluidpfad 33 ein ungehinderter Austausch des Hydraulikmediums 13 zwischen dem Arbeitsraum 15 und dem Teilraum 19 der Wellbalgvorrichtung 21 erfolgen kann.The first partial fluid path 31 is by means of the elastic membrane 29 sealed fluid-tight. The second partial fluid path 33 is the first partial fluid path 31 connected in parallel, so that despite the closed first Teilfluidpfad 31 via the second partial fluid path connected in parallel 33 an unhindered replacement of the hydraulic medium 13 between the workspace 15 and the subspace 19 the bellows device 21 can be done.

Der zweite Teilfluidpfad 33 weist jedoch einen vergleichsweise großen hydraulischen Widerstand auf, jedenfalls einen größeren hydraulischen Widerstand als der erste Teilfluidpfad 31 aufweisen würde, falls dieser nicht die elastische Membran 29 aufweisen würde.The second partial fluid path 33 However, it has a comparatively large hydraulic resistance, at least a greater hydraulic resistance than the first partial fluid path 31 would, if this is not the elastic membrane 29 would have.

Vorteilhaft kann dadurch ein Übertragungsverhalten des Fluidpfads 23 für unterschiedliche Frequenzen beziehungsweise für transiente Zustände des Kolbenspeichers 1 vorteilhaft beeinflusst werden. Mittels des ersten Teilfluidpfads 31 und dessen elastischer Membran 29 können hohe Frequenzen unter einer elastischen Verformung der Membran 29 gut übertragen werden. Der erste Teilfluidpfad 31 wirkt dadurch als Hochpassfilter.Advantageously, thereby a transmission behavior of the fluid path 23 for different frequencies or for transient states of the piston accumulator 1 be influenced favorably. By means of the first part fluid path 31 and its elastic membrane 29 can have high frequencies under elastic deformation of the membrane 29 be transferred well. The first partial fluid path 31 acts as a high-pass filter.

Eine entsprechende dritte Teilmenge 41 der Hydraulikenergie 3 wird in transienten Zuständen des Kolbenspeichers 1, insbesondere bei hochfrequenten Anregungen in Form von potenzieller Dehnungsenergie der elastischen Membran 29 gespeichert und abgegeben.A corresponding third subset 41 the hydraulic energy 3 becomes in transient states of the piston accumulator 1 , Especially in high-frequency excitations in the form of potential strain energy of the elastic membrane 29 saved and submitted.

Der zweite Teilfluidpfad 33 weist aufgrund seines vergleichsweise hohen hydraulischen Widerstandes ein genau gegenteiliges Übertragungsverhalten auf und lässt tiefe Frequenzen gut passieren, ist jedoch für hohe Frequenzen schlecht durchgängig, weist also ein Tiefpassverhalten auf. Vorteilhaft wirkt der Fluidpfad 23 in seiner Gesamtheit mit dem ersten Teilfluidpfad 31 und dem zweiten Teilfluidpfad 33 als Bandpassfilter. Vorteilhaft kann dadurch ein Ansprechverhalten des Kolbenspeichers 1 hinsichtlich Komfortkriterien und/oder langfristigem Einschwingverhalten vorteilhaft beeinflusst werden. Vorteilhaft können hohe Frequenzen mittels des ersten Teilfluidpfads 31 aufgenommen werden. Dies kann insbesondere in einem Betriebszustand des Kolbenspeichers 1 erfolgen, wobei der Trennkolben 17 noch nicht losgebrochen ist. Um für sehr niedrige Frequenzen ebenfalls die vorteilhafte Speicherung mittels der Wellbalgvorrichtung 21 ausnutzen zu können, ist der zweite Teilfluidpfad 33 vorgesehen. Für besonders hohe Volumenströme setzt vorteilhaft eine Bewegung des Trennkolbens 17 ein.The second partial fluid path 33 Due to its comparatively high hydraulic resistance, it has exactly the opposite transmission behavior and allows low frequencies to pass well, but is poorly continuous for high frequencies, thus exhibiting low-pass behavior. Advantageously, the fluid path acts 23 in its entirety with the first partial fluid path 31 and the second partial fluid path 33 as a bandpass filter. Advantageously, by a response of the piston accumulator 1 be favorably influenced in terms of comfort criteria and / or long-term transient response. Advantageously, high frequencies by means of the first Teilfluidpfads 31 be recorded. This can in particular in an operating state of the piston accumulator 1 take place, wherein the separating piston 17 has not broken loose. For very low frequencies also the advantageous storage by means of the bellows device 21 Being able to exploit is the second partial fluid path 33 intended. For particularly high volume flows advantageously sets a movement of the separating piston 17 one.

3 zeigt eine Detailansicht des in 1 gezeigten Trennkolbens 17 des Kolbenspeichers 1 in drei Zuständen A, B, C. 3 shows a detail view of in 1 shown separating piston 17 of the piston accumulator 1 in three states A, B, C.

A zeigt die Wellbalgvorrichtung 21, also den Wellbalg 25 und das mit diesem zusammenwirkende Federelement 27 in einer Ersatzschaltbilddarstellung. In der Darstellung A der 3 ist das Federelement 27 zusammen mit dem Wellbalg 25 in einem Gleichgewichtszustand. Dabei ergibt sich innerhalb des Wellbalgs 25 ein gewisses Volumen des Teilraums 19.A shows the bellows device 21 So, the corrugated bellows 25 and the cooperating with this spring element 27 in an equivalent circuit diagram representation. In illustration A of the 3 is the spring element 27 together with the bellows 25 in a state of equilibrium. This results within the bellows 25 a certain volume of the subspace 19 ,

In der Darstellung B ist das Volumen des Teilraums 19 im Vergleich zu dem Zustand A verkleinert. Dabei ist der Wellbalg 25 zusammengefaltet und das Federelement 27 unter Aufnahme von potenzieller Federenergie zusammengedrückt.In representation B is the volume of the subspace 19 compared to the state A reduced. Here is the corrugated bellows 25 folded up and the spring element 27 compressed by taking up potential spring energy.

In einem dritten Zustand C ist der Wellbalg 25 der Wellbalgvorrichtung 21 auseinandergefaltet und das Federelement 27 entsprechend gegenüber dem Gleichgewichtszustand, der im Zustand A dargestellt ist, verlängert. In diesem Zustand C ist der Teilraum 19 innerhalb der Wellbalgvorrichtung 21 vergrößert und unter Aufnahme von potenzieller Federenergie das Federelement 27 verlängert.In a third state C, the corrugated bellows 25 the bellows device 21 unfolded and the spring element 27 corresponding to the equilibrium state, which is shown in the state A, extended. In this state C is the subspace 19 within the bellows device 21 increases and absorbing potential spring energy the spring element 27 extended.

Es ist zu erkennen, dass das Federelement 27 Volumenänderungen des Teilraums 19 rückstellend entgegenwirkt. Für den Fall, dass aus den Zuständen B und C heraus jegliche Druckkräfte neutralisiert werden, bewegt sich die Wellbalgvorrichtung 21 mittels des Federelements 27 automatisch in den Gleichgewichtszustand A zurück. Es ist ersichtlich, dass die Zustandsänderungen der Wellbalgvorrichtung 21 immer mit einem Überströmen über den Fluidpfad 23 verbunden sind. Dabei ist es egal, ob der Teilraum 19 der Wellbalgvorrichtung 21 mit dem Hydraulikmedium 13 gefüllt ist oder in einem umgekehrten Fall mit dem kompressiblen Medium 9. Für den Fall, dass der Teilraum 19 mit dem kompressiblen Medium 9 gefüllt ist, ist die Wellbalgvorrichtung 21 innerhalb des Arbeitsraums 15 angeordnet und fluiddicht dem Trennkolben 17 zugeordnet.It can be seen that the spring element 27 Volume changes of the subspace 19 resetting counteracts. In the event that from the states B and C out any pressure forces are neutralized, the bellows device moves 21 by means of the spring element 27 automatically back to equilibrium state A. It can be seen that the state changes of the bellows device 21 always with an overflow via the fluid path 23 are connected. It does not matter if the subspace 19 the bellows device 21 with the hydraulic medium 13 is filled or in a reverse case with the compressible medium 9 , In the event that the subspace 19 with the compressible medium 9 is filled, is the bellows device 21 within the workspace 15 arranged and fluid-tight the separating piston 17 assigned.

Vorteilhaft kann also die Hydraulikenergie 3 von der ersten Teilmenge 37 und von der zweiten Teilmenge 39 und gemäß des Ausführungsbeispiels der 2 zusätzlich noch in Form der dritten Teilmenge 41 gespeichert und/oder gewandelt werden.Advantageously, therefore, the hydraulic energy 3 from the first subset 37 and from the second subset 39 and according to the embodiment of 2 additionally in the form of the third subset 41 stored and / or converted.

Der zweite Teilfluidpfad 33, der in 2 dargestellt ist, kann beispielsweise als Ringkanal ausgeführt sein. Dadurch kann vorteilhaft eine Länge des zweiten Teilfluidpfads 33 vergrößert werden.The second partial fluid path 33 who in 2 is shown, for example, be designed as an annular channel. This can advantageously be a length of the second Teilfluidpfads 33 be enlarged.

Der Wellbalg 25 kann ein elastisches Kunststoffmaterial, ein metallisches Material und/oder Ähnliches aufweisen. Der Gasraum 11 des Kolbenspeichers 1 ist hochdicht mittels des Trennkolbens 17 und der Wellbalgvorrichtung 21 abgeschlossen.The corrugated bellows 25 may comprise a resilient plastic material, a metallic material and / or the like. The gas space 11 of the piston accumulator 1 is high density by means of the separating piston 17 and the bellows device 21 completed.

Der Kolbenspeicher 1 enthält in einer bevorzugten Konstruktionsvariante in dem Trennkolben 17 hydraulikseitig den hydraulikgefüllten, nachgiebigen Wellbalg 25, insbesondere metallisch, hermetisch dicht ausgeführt als Wellfedermetallbalg. Der verbindende Fluidpfad 23 zwischen dem hydraulikseitigen Arbeitsraum 15 des Trennkolbens 17 und dem hydraulikgefüllten elastischen Metallbalg beziehungsweise Wellbalg 25 kann aus einem längeren, hydraulisch auf eine Wellbalgfedersteifigkeit des Federelements 27 abgestimmten Ringkanal des zweiten Teilfluidpfads 33 bestehen. Damit kann vorteilhaft für bestimmte Resonanzfrequenzen einer Radaufhängung des Kraftfahrzeugs 43 eine dynamische Steifigkeit der Radfederung vorteilhaft minimiert werden. Dem Ringkanal des zweiten Teilfluidpfads 33 kann als hydraulische Hochfrequenz-Lose die elastische Membran 29, insbesondere ausgeführt als Gummimembran, parallel geschaltet werden.The piston accumulator 1 contains in a preferred design variant in the separating piston 17 Hydraulic side, the hydraulically filled, resilient bellows 25 , in particular metallic, hermetically sealed as Wellfedermetallbalg. The connecting fluid path 23 between the hydraulic side working space 15 of the separating piston 17 and the hydraulically filled elastic metal bellows or corrugated bellows 25 may consist of a longer, hydraulically to a Wellbalgfedersteifigkeit of the spring element 27 tuned annular channel of the second Teilfluidpfads 33 consist. This can be advantageous for certain resonance frequencies of a wheel suspension of the motor vehicle 43 a dynamic stiffness of the Radfederung be minimized advantageous. The annular channel of the second Teilfluidpfads 33 can as hydraulic high-frequency lots the elastic membrane 29 , in particular running as a rubber membrane, are connected in parallel.

Vorteilhaft ergibt sich ein kostengünstiger, fein ansprechender Kolbenspeicher 1, insbesondere für eine aktive Federung, die zu ihrer Funktion einen Gasspeicher, also den Kolbenspeicher 1, benötigt.Advantageously, results in a cost-effective, finely responsive piston accumulator 1 , Especially for an active suspension, the function of a gas storage, so the piston accumulator 1 , needed.

Das Bauprinzip des Kolbenspeichers 1 baut vorteilhaft sehr kompakt und weist dennoch eine hohe und gute Ansprechqualität auf. Vorteilhaft kann insbesondere ein Komfortverhalten des Kolbenspeichers 1 verbessert werden.The construction principle of the piston accumulator 1 builds advantageous very compact and yet has a high and good response quality. In particular, a comfort behavior of the piston accumulator can be advantageous 1 be improved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kolbenspeicherpiston accumulators
33
Hydraulikenergiehydraulic energy
55
Innenrauminner space
77
Hohlzylinderhollow cylinder
99
kompressibles Mediumcompressible medium
1111
Gasraumheadspace
1313
Hydraulikmediumhydraulic medium
1515
Arbeitsraumworking space
1717
Trennkolbenseparating piston
1919
Teilraumsubspace
2121
WellbalgvorrichtungWellbalgvorrichtung
2323
Fluidpfadfluid path
2525
Wellbalgbellows
25a25a
Mantelflächelateral surface
2727
Federelementspring element
2929
elastische Membranelastic membrane
3131
erster Teilfluidpfadfirst partial fluid path
3333
zweiter Teilfluidpfadsecond partial fluid path
3535
Ausnehmungrecess
3737
erste Teilmengefirst subset
3939
zweite Teilmengesecond subset
4141
dritte Teilmengethird subset
4343
Kraftfahrzeugmotor vehicle
4545
Dichtungpoetry
4747
erste Druckflächefirst printing surface
4949
zweite Druckflächesecond printing surface
5151
Anschlussconnection
5353
Abstandshalterspacer
5555
Bodenplattebaseplate
5757
Dichtungpoetry
5959
Trennplatteseparating plate
6161
Trenntellerseparator disc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 1625474 A1 [0002] DE 1625474 A1 [0002]

Claims (9)

Kolbenspeicher (1) zum Speichern von Hydraulikenergie (3), mit: – einem einen Innenraum (5) aufweisenden Hohlzylinder (7), – einem den Innenraum (5) des Hohlzylinders (7) in einen mit einem kompressiblen Medium (9) gefüllten gasdichten Gasraum (11) und einen mit einem Hydraulikmedium (13) füllbaren Arbeitsraum (15) teilenden und längsverschieblich innerhalb des Innenraums (5) gelagerten Trennkolben (17), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Innenraums (5) eine einen Teilraum (19) des Innenraums (5) abgrenzende Wellbalgvorrichtung (21) angeordnet ist und der Trennkolben (17) einen Fluidpfad (23) aufweist, wobei der Fluidpfad (23) einen außerhalb des Teilraums (19) des Innenraums (5) liegenden Teil des Innenraums (5) mit dem mittels der Wellbalgvorrichtung (21) abgegrenzten Teilraum (19) des Innenraums (5) verbindet.Piston accumulator ( 1 ) for storing hydraulic energy ( 3 ), with: - an interior space ( 5 ) having hollow cylinder ( 7 ), - one the interior ( 5 ) of the hollow cylinder ( 7 ) into one with a compressible medium ( 9 ) filled gas-tight gas space ( 11 ) and one with a hydraulic medium ( 13 ) fillable work space ( 15 ) and longitudinally displaceable within the interior ( 5 ) mounted separating piston ( 17 ), characterized in that inside the interior ( 5 ) a subspace ( 19 ) of the interior ( 5 ) delimiting bellows device ( 21 ) is arranged and the separating piston ( 17 ) a fluid path ( 23 ), wherein the fluid path ( 23 ) one outside the subspace ( 19 ) of the interior ( 5 ) lying part of the interior ( 5 ) with the means of bellows device ( 21 ) delimited subspace ( 19 ) of the interior ( 5 ) connects. Kolbenspeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellbalgvorrichtung (21) innerhalb des Gasraums (11) angeordnet und mit dem Hydraulikmedium (13) gefüllt ist, wobei der Fluidpfad (23) des Trennkolbens (17) den Arbeitsraum (15) des Innenraums (5) mit dem Teilraum (19) der Wellbalgvorrichtung (21) verbindet, oder dass die Wellbalgvorrichtung (21) innerhalb des Arbeitsraums (15) angeordnet und mit dem kompressiblen Medium (9) gefüllt ist, wobei der Fluidpfad (23) des Trennkolbens (17) den Gasraum (11) des Innenraums (5) mit dem Teilraum (19) der Wellbalgvorrichtung (21) verbindet.Piston accumulator according to the preceding claim, characterized in that the bellows device ( 21 ) within the gas space ( 11 ) and with the hydraulic medium ( 13 ), the fluid path ( 23 ) of the separating piston ( 17 ) the working space ( 15 ) of the interior ( 5 ) with the subspace ( 19 ) of the bellows device ( 21 ) or that the bellows device ( 21 ) within the workspace ( 15 ) and with the compressible medium ( 9 ), the fluid path ( 23 ) of the separating piston ( 17 ) the gas space ( 11 ) of the interior ( 5 ) with the subspace ( 19 ) of the bellows device ( 21 ) connects. Kolbenspeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellbalgvorrichtung (21) einen den Teilraum (19) fluiddicht abgrenzenden Wellbalg (25) und ein einer Volumenänderung des Teilraums (19) des Wellbalgs (25) ausgehend von einer Gleichgewichtsposition des Wellbalgs (25) rückstellend entgegenwirkendes Federelement (27) aufweist.Piston accumulator according to the preceding claim, characterized in that the bellows device ( 21 ) one the subspace ( 19 ) fluid-tight delimiting corrugated bellows ( 25 ) and a volume change of the subspace ( 19 ) of the bellows ( 25 ) starting from an equilibrium position of the bellows ( 25 ) resetting counteracting spring element ( 27 ) having. Kolbenspeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidpfad (23) einen mittels einer elastischen Membran (29) abgesperrten ersten Teilfluidpfad (31) und einen dem ersten Teilfluidpfad (31) parallel geschalteten zweiten Teilfluidpfad (33) aufweist.Piston accumulator according to the preceding claim, characterized in that the fluid path ( 23 ) one by means of an elastic membrane ( 29 ) shut off the first partial fluid path ( 31 ) and a first partial fluid path ( 31 ) parallel second fluid path ( 33 ) having. Kolbenspeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilfluidpfad (33) einen höheren hydraulischen Widerstand als der erste Teilfluidpfad (31) ohne Berücksichtigung der elastischen Membran (29) aufweist.Piston accumulator according to the preceding claim, characterized in that the second partial fluid path ( 33 ) has a higher hydraulic resistance than the first partial fluid path ( 31 ) without consideration of the elastic membrane ( 29 ) having. Kolbenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkolben (17) eine einen u-förmigen Längsschnitt bildende Ausnehmung (35) aufweist, wobei die Wellbalgvorrichtung (21) in einem verkleinerten Zustand innerhalb der Ausnehmung (35) angeordnet ist.Piston accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the separating piston ( 17 ) a U-shaped longitudinal section forming recess ( 35 ), wherein the bellows device ( 21 ) in a reduced state within the recess ( 35 ) is arranged. Verfahren zum pneumatischen Speichern von Hydraulikenergie (3) mittels eines Kolbenspeichers (1), insbesondere eines Kolbenspeichers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: – Speichern einer ersten Teilmenge (37) der Hydraulikenergie (3) in Form von potenzieller Federenergie mittels einer Wellbalgvorrichtung (21) des Kolbenspeichers (1), – Speichern einer zweiten Teilmenge (39) der Hydraulikenergie (3) in Form von pneumatischer Energie eines von einem Trennkolben (17) des Kolbenspeichers (1) innerhalb des Gasraums (11) des Kolbenspeichers (1) volumenvariabel und fluiddicht abgegrenzten kompressiblen Mediums (9).Method for pneumatically storing hydraulic energy ( 3 ) by means of a piston accumulator ( 1 ), in particular a piston accumulator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by: - storing a first subset ( 37 ) of the hydraulic energy ( 3 ) in the form of potential spring energy by means of a bellows device ( 21 ) of the piston accumulator ( 1 ), - storing a second subset ( 39 ) of the hydraulic energy ( 3 ) in the form of pneumatic energy one of a separating piston ( 17 ) of the piston accumulator ( 1 ) within the gas space ( 11 ) of the piston accumulator ( 1 ) volume-variable and fluid-tight demarcated compressible medium ( 9 ). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch: – Speichern einer dritten Teilmenge (41) der Hydraulikenergie (3) während eines transienten Zustands des Kolbenspeichers (1) in Form von potenzieller Dehnungsenergie mittels einer elastischen Membran (29).Method according to the preceding claim, characterized by: - storing a third subset ( 41 ) of the hydraulic energy ( 3 ) during a transient state of the piston accumulator ( 1 ) in the form of potential strain energy by means of an elastic membrane ( 29 ). Kraftfahrzeug (43) mit einem Kolbenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–7 und/oder eingerichtet, ausgelegt, konstruiert und/oder ausgerüstet mit einer Software zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche.Motor vehicle ( 43 ) with a piston accumulator according to one of the preceding claims 1-7 and / or set up, designed, constructed and / or equipped with software for carrying out a method according to one of the preceding two claims.
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