JP4170754B2 - 特にブラダアキュムレータなどの流体アキュムレータ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前文の特徴を有する、特にブラダアキュムレータなどの流体アキュムレータに関する。
【０００２】
従来の技術
このタイプの流体アキュムレータは商業的に利用可能である。有限会社マンネスマンレクスロス(Mannesmann Rexroth)によって発行された技術参考文献「流体ガイド巻１(Der Hydraulic Trainer Band 1)」の第１６５頁において、前述のタイプのブラダアキュムレータが示されかつ記載されている。公知のブラダアキュムレータでは、弁装置は、流体空間部に面する接続スリーブの端縁部側においてシート弁として作られており、静止弁シートとして、可動弁体の弁板上の対応の円錐形面と相互作用する円錐形面が形成される。この弁装置は、弁で制御された内燃機関においては一般的である制御弁と同様に作られている、すなわち、弁板は、開位置と閉位置の間で動く弁の上昇動作のために弁ガイドにおいてガイドされている軸上に配置されており、弁ガイドは接続スリーブ内に据え付けられている。
【０００３】
この不利な点は、この弁形状に起因する多数の個々の部品を製造加工するためにコストが要求され、製造コストが高くなるという点である。弁装置の適切な作用を保証するために、接続スリーブ内に据え付けられた弁ガイドは、整列及び嵌合の両方において、製造誤差に関して綿密に作られなければならない。さらに、弁シートを形成している円錐形面の対応の加工が必要である。
【０００４】
国際公開第００／３１４２０号には、金属ベローズで形成された分離要素を有する一般的な流体アキュムレータが開示されている。分離要素を予め張力が与えられた状態に維持する圧縮ばねがベローズ内にある。ベローズには、底部において弁体と相互作用する端板が設けられている。弁体は、ばねで予め与えられる張力の下で保持されており、公知の流体アキュムレータのハウジングの流体接続スリーブ内に収納されている。弁体は、弁リフターとして作られ、横断方向よりも長手方向の寸法が大きく、公知の弁体は、接続スリーブ内の移動方向においてかなりの空間を占めている。端板と相互作用する弁体の端部は、ドーム状に作られ、異なる直径、溝部及び凹所、傾斜面、弁体の他端部における横断方向穴と関連して、幾何形状が複雑なので、製造時に複雑で加工工程の費用が高くなってしまう。閉鎖体の複雑な構造は、流体ガイドの領域において連続しており、流体流れが繰り返して偏向する結果、特に、流体空間内への媒体の入射流れ領域において、望ましくない流れ挙動が得られ、敏感な膜式ブラダを有する流体アキュムレータへの公知のアプローチは適していない。
米国特許第４０６８６８４号には、一般的な流体アキュムレータが開示されている。この公知のアプローチでは、ばね付勢された弁体は、スリーブ形状のプラグネックとして作られており、弁体の移動方向に測定される高さは、直径よりも数倍大きい。この公知のアプローチでは、弁体は、分離要素に面する側において、平坦に延びている板として作られ、スリーブ状の外側ジャケットにおいて、直径方向に互いに対向しておりかつ流体を搬送するために弁の開位置において流体アキュムレータの流体側に接続されている横断方向穴を有する。したがって、公知の弁体のアプローチは、流体アキュムレータの軸線方向において非常に大きな構造であり、流体搬送横断方向穴によって、チョーキングさせることができず好ましくない流体挙動が、媒体の流体空間内への流入領域において発生する。
【０００５】
この近い技術から発展させて、本発明の目的は、弁体が小さな空間を占め、かつ構造が簡単な幾何形状であり、かつさらに経済的に実施することができ、流体内への流れ領域において流れ挙動を最適化することができるように、公知の流体アキュムレータをさらに改良することである。この目的は請求項１の特徴全体を有する流体アキュムレータによって実現される。
【０００６】
請求項１の特徴部分によれば、弁体の直径は、弁の移動方向に測定される高さよりも大きく作られ、かつ弁ピストンの各横断方向穴は流体通路として作られていることにより、一方で、弁装置は、小さな空間を占める板弁のように作られて経済的に実施することができ、他方で、弁体の内部と一体となっている各流体通路により、流体流れを制御して始動することができ、流体が通過する時に所望のチョーキングを行うことができるように流体通路をそれらの数及び断面寸法に関して選択することができ、意図する用途に依って流体アキュムレータが操作中の時に最適である減衰条件を規定することができる。
流体通路を弁体の内部に一体にすることによって、公知のアプローチのような、弁体の外面の微細形状のための複雑な加工は必要ない。さらに、各流体通路によって、流体空間部内への均一な流出挙動が保証され、特にブラダアキュムレータが用いられる時、圧力ピークに敏感でありかつゴム弾性材料で通常構成されている分離膜周りで流れが綿密に起こる。これにより、本発明において特許請求された流体アキュムレータの有効寿命が延びる。
【０００７】
弁装置が摺動弁のように作られているならば、製造が特に簡単であり、円筒状内面を有する弁ハウジングとして使用されている接続スリーブは、摺動ピストンとして作られている弁体用のピストンボアを形成している。
【０００８】
これらの実施例において、この装置は、流体空間を境界付ける、接続スリーブのピストンボアの端縁部は、摺動ピストンの一つ以上の流体通路を開ける及び閉める制御縁部を形成する。
【０００９】
摺動ピストン内に作られかつ流体通路として使用されている穴の数及び断面寸法は、流体が通過する時に所望のチョーキングが行われ、流体アキュムレータが操作中である時、意図した用途に依って、その場合に最適である減衰条件が発生するように選択することができる。
【００１０】
摺動ピストンをガイドするピストンボアは、好ましくは、流体空間に隣接した端領域において傾斜穴部を有することができ、この傾斜穴部を通して環状肩面が形成されており、この環状肩面は、摺動ピストン上で放射状に突出している反対の肩面と相互作用して、摺動ピストンは弁の開位置において当接する係止部を形成している。
【００１１】
本発明について添付図面に示される実施例を用いて以下に詳細に説明する。
【００１２】
好適な実施例の説明
図１において、圧力タンク１の流体側入口３に隣接した部分のみが示されている。圧力タンク１の示されていない反対端領域において、図３中において単に示唆されている貯蔵ブラダ５の内部空間への気体側入口が従来のように構成されている。貯蔵ブラダは、内部に配置された気体空間７と流体空間９とを分離する、可動の分離要素を形成している。
【００１３】
図１に示す実施例において、流体側入口として、流体接続スリーブ１１は、流体空間部９に隣接した端部において圧力タンク１の壁に溶接されている。接続スリーブ１１は円筒スリーブの形態に作られており、この円筒スリーブは、自由端に隣接する部分において、図示しない流体ラインとの接続のための内側ねじ部１３を有する。接続スリーブ１１は、流体空間部９に隣接した端領域において、その中で摺動ピストンが可動にガイドされるピストンボア１５を形成している。接続スリーブ１１は、摺動ピストン１７を有する摺動弁用弁ハウジングを形成している。摺動ピストン１７は、可動弁体として使用され、直接的にピストンボア１５の長手軸線１９に沿って移動するために、接続スリーブ１１のピストンボア１５の内面上でガイドされており、図１及び３に示す開位置と図２に示す閉位置との間で移動させることができる。
【００１４】
摺動ピストン１７は、らせん形圧縮ばね２１によって図１及び３に示す開位置へ予め張力をかけられる。貯蔵ブラダ５がアキュムレータピストン１７の上部２３に押圧する時、貯蔵ブラダ５の対応の膨張が圧縮ばね２１の力に抗した状態で、摺動ピストン１７は開位置から図２に示す閉位置へ移動させることができる。
【００１５】
圧縮ばね２１は、接続スリーブ１１内のピストンボア１５の隣接端部上に位置する肩部に隣接する支持板２５上において、摺動ピストン１７から離れた端部が支持されている。支持板２５は、図１に示す実施例において、保持リング２７によって保持されている。図２に示す別の例において、支持板２５は平坦なスナップリング２９によって留められている。この違い以外の部分では、図２に示す実施例は図１に示す実施例に対応している。
【００１６】
支持板２５と摺動ピストン１７の間で力がかけられている圧縮ばね２１は、軸線方向穴３１内において延びている。軸線方向穴３１は、長手軸線１９と同軸であり、流体空間部９から離れて面する端部において、摺動ピストン１７において作られており、摺動ピストン１７の横断方向穴３３に連通する。これらの横断方向穴３３は、それらが長手軸線１９上で交差するように、摺動ピストン１７の上部２３の近傍において、互いに直角に半径方向に延びている。摺動ピストン１７のこれら横断方向穴３３は流体通路を形成している。この流体通路は弁制御縁部と相互作用し、摺動弁が図１及び３に示す開位置にある時、摺動ピストン１７の軸線方向穴３１と支持板２５の貫通穴３５とによって、流体空間部９への流体入口を形成している。
【００１７】
図２に示す摺動ピストン１７の位置において、横断方向穴３３のオリフィスは、弁ハウジングとして使用されている接続スリーブ１１の制御縁部によって閉鎖されている。この制御縁部は上側端縁部３７上に形成されている。図２から理解されるように、ピストンボア１５は、その端部において、環状肩面３９を有する傾斜したボア部を形成しており、その環状肩面３９は、摺動ピストン１７（図２参照）上に設けられた反対の肩面４１と相互作用し、流体空間部９に向かう方向における摺動ピストン１７の移動を制限する係止部を形成している。図１は、この係止手段によって固定された摺動ピストン１７の対応する位置を示している。
【００１８】
図３に示す二つの実施例において、圧縮ばね２１のための当接部材として形成されている支持板２５は、外側ねじ部を備えており、接続スリーブ１１において形成された内側ねじ部１３にねじ込まれる。
【００１９】
図３の左側に示される実施例において、接続スリーブ１１は、端縁部３７に隣接した部分において、圧力タンク１の壁の対応の内側ねじ部にねじ込まれる外側ねじ部４３を有する。そのため、圧力タンク１の壁厚はねじ領域においてより大きくされている。
【００２０】
図３の右側に示されている実施例において、接続スリーブ１１は、熱間成形又は冷間成形によって圧力タンク１上に一体に成形されているか、あるいは、図３の左側に示される例と異ならない。
【００２１】
本発明は、ブラダアキュムレータの形態の実施例を用いて以上のように記載されている。本発明は、例えば膜式アキュムレータ又はピストン式アキュムレータなどの異なる形状の流体アキュムレータにおいても均等に有利に使用することができるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明で特許請求されたブラダアキュムレータの一実施例の縦断面図を示し、弁装置が開位置にありかつ接続スリーブに割り当てられており、流体側接続スリーブに隣接したアキュムレータの一部のみを示している。
【図２】 第二実施例の流体接続スリーブのみの長手断面を図１よりも大きく示し、弁装置が閉位置に示されている。
【図３】 第三実施例及び第四実施例を左側及び右側において図１と同様な断面図を示し、弁装置が開位置に示されている。

Claims (12)

1. 圧力タンク（１）と、
   前記圧力タンク（１）内に配置され、かつ前記圧力タンク（１）内において、気体側入口を境界付けている気体空間部（７）と、流体用接続スリーブ（１１）を有する流体側入口（３）を境界付けている流体空間部（９）とを分離する分離要素（５）と、
   弁体（１７）を有する、前記接続スリーブ（１１）上に配置された弁装置とを有し、
   前記弁体（１７）は、少なくとも一つの横断方向穴（３３）を有し、かつ前記流体通路を開ける開位置へ通常予め張力がかけられており、かつ前記分離要素（５）の移動によって閉位置へ移動されることができ、
   前記接続スリーブ（１１）に直に隣接した前記弁体（１７）のための前記接続スリーブ（１１）の内面（１５）は、前記開位置と前記閉位置の間で移動するためのガイドを形成しており、
   前記弁体（１７）は、前記分離要素（５）に面する側において平坦に延びている板（１７´）として作られ、前記弁体は、前記分離要素に面しかつ前記分離要素と係合可能である閉鎖した上面を有し、前記板（１７´）によって境界付けられている前記各横断方向穴（３３）は、前記弁体を貫通しかつ前記弁体の直径方向に対向する側面部分で開口しており、かつ前記開位置において前記流体空間部（９）と少なくとも部分的に連通し、軸線方向穴（３１）が、一端部において前記各横断方向穴（３３）で開口しており、前記弁ピストン（１７）の前記流体空間部（９）から離れて面している側において開いている、流体アキュムレータにおいて、
   前記弁体（１７）の直径は、前記弁体（１７）の移動方向に測定された高さよりも大きく、前記弁ピストン（１７）の各横断方向穴（３３）は流体通路として作られていることを特徴とする特にブラダアキュムレータなどの流体アキュムレータ。
2. 前記弁装置は摺動弁のように作られ、円筒状内面を有する弁ハウジングとして使用される前記接続スリーブ（１１）は、摺動ピストン（１７）として作られている前記弁体のためのピストンボア（１５）を形成している請求項１に記載の流体アキュムレータ。
3. 前記流体空間部（９）をその縁部が境界付ける前記接続スリーブ（１１）の端領域は、前記横断方向穴（３３）の開口を開く及び閉めるための制御縁部を形成している請求項２に記載の流体アキュムレータ。
4. 前記摺動ピストン（１７）の前記流体空間部（９）から離れて面している側において前記ピストンボア（１５）内に留められ、かつ少なくとも一つの貫通穴（３５）によって横断され、かつ前記摺動ピストン（１７）を前記開位置に移動させる前記予めかけられる張力を生成するために支持板（２５）と前記摺動ピストン（１７）の間に留められたばね装置（２１）のための当接子として使用されている支持板（２５）によって特徴付けられる請求項３に記載の流体アキュムレータ。
5. 前記軸線方向及び／又は前記横断方向において前記摺動ピストン（１７）内で延びている前記穴（３１、３３）の数及び断面寸法は、前記流体が通過する時に生じる所望のチョーキングに関連して選択される請求項２〜４のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
6. 前記ばね装置はらせん状圧縮ばね（２１）を有し、少なくとも一つの横断方向穴（３３）と連通する端領域を有する前記摺動ピストン（１７）内において中央に配置された前記軸線方向穴（３１）は、前記軸線方向穴（３１）内に嵌め込まれかつ前記支持板（２５）と前記摺動ピストン（１７）の間において締結されたらせん状圧縮ばね（２１）用の当接子として使用されている請求項４及び５に記載の流体アキュムレータ。
7. 前記ピストンボア（１５）は、前記流体空間部（９）に隣接した端領域（３７）において、環状肩面（３９）を形成する傾斜ボア部を有し、前記環状肩面（３９）は、前記摺動ピストン（１７）上で放射状に突出している反対の肩面（４１）と相互作用して、前記摺動ピストン（１７）に作用する予めかけられる張力の影響の下で前記摺動ピストン（１７）が開位置において当接する係止部を形成する請求項２〜６のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
8. 前記摺動ピストン（１７）は、前記流体空間部（９）に面する端部の近傍において、直角で互いに連続に延びておりかつ前記摺動ピストン（１７）の中央長手軸線上において交差している二つの横断方向穴（３３）を有している請求項２〜７のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
9. 前記接続スリーブ（１１）は、前記圧力タンク（１）の端側開口内に溶接されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
10. 前記接続スリーブ（１１）は、前記圧力タンク（１）の一端部において、前記タンクに熱間形成及び冷間形成で一体に成形されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
11. 前記接続スリーブ（１１）は、前記流体空間部（９）に面する部分において外側ねじ部（４３）を有し、前記圧力タンク（１）の割り当てられた端側位置における内側ねじ部にねじ込められる請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。
12. 前記摺動ピストン（１７）の前記流体空間部（９）から離れて面している側において前記ピストンボア（１５）内に留められ、かつ少なくとも一つの貫通穴（３５）によって横断され、かつ前記摺動ピストン（１７）を前記開位置に移動させる前記予めかけられる張力を生成するために支持板（２５）と前記摺動ピストン（１７）の間に留められたばね装置（２１）のための当接子として使用されている支持板（２５）によって特徴付けられ、前記接続スリーブ（１１）は、前記流体空間部から離れた側において、前記ピストンボア（１５）に隣接する部分において、外側ねじ部を備えた前記支持板（２５）がねじ込まれる内側ねじ部（１３）を有する、請求項１〜３及び５〜１１のいずれか１項に記載の流体アキュムレータ。

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