JPH03157218A - 油圧空気圧式ピストン蓄圧器 - Google Patents

油圧空気圧式ピストン蓄圧器

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JPH03157218A
JPH03157218A JP28600690A JP28600690A JPH03157218A JP H03157218 A JPH03157218 A JP H03157218A JP 28600690 A JP28600690 A JP 28600690A JP 28600690 A JP28600690 A JP 28600690A JP H03157218 A JPH03157218 A JP H03157218A
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JP
Japan
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piston
pressure
separating
storage space
pressure accumulator
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JP28600690A
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Walter Runkel
ヴァルター・ルンケル
Christoph Puetz
クリストフ・ピューツ
Rudolf Schulte
ルドルフ・シュルテ
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Hermann Hemscheidit Maschinenfabrik GmbH and Co
Original Assignee
Hermann Hemscheidit Maschinenfabrik GmbH and Co
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Priority claimed from DE9002419U external-priority patent/DE9002419U1/de
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、油圧空気圧式ピストン蓄圧器に関するもので
あり、さらに詳しくは、作動油の貯蔵空間を、圧縮性媒
体を満たしたバネ室から分離するための遊動式分離ピス
トンを備えた、自動車懸架装置のための油圧空気圧式ピ
ストン蓄圧器に関するものである。
［従来の技術］ 油圧空気圧式ピストン蓄圧器の目的は、油圧エネルギー
を貯え、それを必要に応じて再び放出することにある。
このために作動油を通じて、圧縮性媒体、とくに気体が
圧縮されて圧縮性媒体の圧力が上昇する。この上昇した
圧力は、そのあと再び作動油の再圧縮に用いられる。油
圧空気圧式ピストン蓄圧器はたとえば、短時間の大きい
液体需要を満たすために、衝撃および振動を減衰するた
めに、またポンプ故障時に圧力を保持するために、洩れ
ｔｅｌ失調整のために、あるいは密閉システム内での圧
力および容積変更のために用いられる。このため、各種
の構造の蓄圧器が知られている。
たとえば、作動油は分離壁な乙に気体に対して作用を及
ぼすことができる。このような分離壁のない蓄圧器の場
合には摩擦力が存在せず、したがってヒステリシスが小
さいという利点がある。しかし、作動時間が長くなるに
つれて、気体は加圧液によって吸収される。不利な作動
条件下では気体は油圧系に侵入し、このため特別な修理
が必要となる。
これに対して、分離壁つきの油圧空気圧式ピストン蓄圧
器が知られており、分離壁は浮袋、膜またはピストンと
して形成することができる。
浮袋ならびに膜を備えた蓄圧器は、気体が浮袋または膜
中へ拡散するため、時間がたつにつれて気体が失われる
という短所がある。そこで気体は一定の時間間隔で追加
充填しなくてはならない。さらに浮袋や膜を備えた蓄圧
器は本来必要なものよりも寸法が大きい。その理由はこ
の種の蓄圧器では、バネ室または圧縮性媒体の容積をゼ
ロまで圧縮することができ、このため圧力は無限に上昇
し、蓄圧器が破壊される。このため蓄圧器を大きく設計
して各システム内で多量の作動油が貯蔵空間内に集まっ
て「超圧縮」が起こらないようにしなくてはならない。
さらに、膜や浮袋は常に強い変形や大きい物質応力にさ
らされるため、その寿命はごくわずかである。
上記のような欠点や問題は、本発明による油圧空気圧式
ピストン蓄圧器によって回避できる。このようなピスト
ン蓄圧器は、たとえば、ＤＨ−ＯＳ　３８３９４４６ま
たはＤＥ−Ｏ３３６１３６７７に述べられているように
、油圧空気圧式懸架装置に使用される。このようなシス
テムでは、懸架される物体、たとえば車輪または車軸が
動くと、ピストンとピストンシリンダ装置のシリンダが
互いに対し動き、作動油が流れて「圧縮バネ」を形成し
ているバネ蓄圧器に作用する。
バネが圧縮されると一定容積の作動油が貯蔵空間へと流
れ、これによって分離ピストンはバネ室の方向へ押され
、その容積が減少する。このような圧縮によって圧縮性
媒体の圧力（以下「空気圧」と略称する）が上昇し、バ
ネ室内でバネ作用が生じ、上昇した圧力は作動油を通じ
て再びピストンシリンダ装置に働く。上記のような公開
特許で知られている懸架装置では、ピストン蓄圧器は「
バネ脚」を形成するピストンシリンダ装置内に組込まれ
ており、このため相対的に容積が太き（、広い空間を必
要とするという欠点がある。さらにピストンシリンダ装
置内の作動油が流動によって温度が上がり、これが圧縮
性媒体に伝わって、空気圧が、したがって懸架性能が変
わる。
ピストン蓄圧器には、浮袋式または模式蓄圧器に対して
大きい利点がある。一つは、きわめて長時間にわたって
実際上、絶対的気密性を保つことができることである。
さらに、寸法がずっと小さい。これは予備空間がずっと
簡単であり、分離ビス１〜ンがバネ圧縮の最終位置にあ
るときでもバネ室には、圧縮性媒体のための一定の最小
余剰空間があるためである。これによって、バネ室の容
積がゼロにまで圧縮されるのを回避できる。そこで予備
空間の容積を定めることによって、一定の最大圧力を越
えないようにすることができる。しかし、既知のピスト
ン蓄圧器には、バネ室と貯蔵空間の間で、分離ピストン
の気密性がきびしく要求される。しかし、気体シールは
、液体シールよりもずっと費用がかかる。すなわち、通
常はより多くの周縁シールが必要である。さらに気密性
を保証するために、分離ピストンのシールを高めるとＦ
ｉ！擦力が増して、分離ピストンのために通常の空気圧
よりも大きい推力が必要となる。バネが伸びるときは（
分離ピストンが貯蔵空間の方向へ動くときは）摩擦力は
空気圧と反対方向に働く。
このような摩擦力はとくに力学的にマイナスと見られる
。シールの摩擦は、一方で圧力に、他方で運動速度に依
存する。圧力が増すとシールの摩擦もそれにつれて大き
くなる０分離ピストンが静止しているときは、シール摩
擦は動いているときよりも大きい。静摩擦（付着摩擦）
と動摩擦（すべり摩擦）の差は作動時にはマイナスに働
く。分離ピストンの静止時に、貯蔵空間内の作動油が圧
力を受けると、分離ピストンシールの静摩挫を越えるま
で圧力が上昇する。そのあと分離ピストンは突然動き（
「突発トルク」）、油圧は静Ｆｊ擦と動摩擦の差だけ急
激に低下する。たとえば自動車懸架装置ではこのような
効果は、動作時、つまり懸架装置が動くときは「バネの
脚」に対する衝撃として認められる。分離ピストンが振
動するときには、この他に次のような効果が現れる。す
なわち、バネが伸びる方向に分離ピストンが動くときは
、分離ピストンシールの摩擦力は、空気圧と反対方向に
働く。つまり油圧は摩擦力に応じて低下する。分離ピス
トンが静止すると、シール摩擦は大きくなる。分離ピス
トンを押しもどすためには、それだけの圧力が蓄積され
なくてはならない。
この結果「バネの脚」にとっては分離ピストンの静止時
には、バネを伸ばす力はバネを圧縮する力よりも小さく
なければならない。この力の差は各システム内の圧力に
よって定まる。
油圧空気圧式懸架装置の場合、ピストンシリンダ装置の
牽引力は、バネ室内の圧縮性媒体の圧力と、この空気圧
を受ける分離ピストンの加圧面積との積、または作動油
圧力と、この圧力を受けるピストンシリンダ装置のピス
トンの加圧面積の積に等しく、既知のシステムでは空気
圧は油圧に等しい。既知のシステムでは、安全上の理由
から、高い牽引力はとくに分離ピストンまたピストンの
加圧面積を大きくすることによって達成されており、そ
の結果、ピストンシリンダ装置の構造形態（断面）が大
きくなり、これはとくに、バネ室、分離ピストン、貯蔵
空間を備えたピストン蓄圧器で著しく、上記の公開特許
の場合は、これに当てはまる。しかし、とくに自動車懸
架装置では、懸架される車輪や車軸の部分に充分な空間
がないことは不利である。このため普通は、圧力面積の
代わりに圧力を大きくする。しかし、快適性からいえば
、バネ特性曲線をできるだけ平らに、すなわち緩やかに
することが望ましいから、バネ室の全容積もきわめて大
きくしなくてはならず、このためバネ室は分離ピストン
の移動行程にわたって圧力変化（容積変化）を最小とす
るような全荷重比をとることができる。
既知のピストン蓄圧器の場合には、さらに、一定の作動
状態で空気圧が低下する、すなわちバネ室部分での気密
性が低下するという欠点があるが、このため、その用途
は限られ、あるいは全く利用できず、従って交換や修理
が必要である。
本発明の課題は、構造が簡単であり形態がコンパクトで
あって、長時間にわたって常に最適の懸架特性を保持で
きるような油圧空気圧式ピストン蓄圧器を提供すること
にある。
このような課題は、本発明によれば分離ピストンを、２
つの大きさの異なる有効圧力面積を有する圧力変換器と
して形成することによって達成される。
この場合、［有効圧力面積Ｊは空気圧または油圧を受け
、分離ピストンの作動方向に働く推力の発生によって定
まる分離ピストンの表面積と定義される。
バネ室の方を向いた、空気圧を受ける第１圧力面積は、
それに対向し、油圧を受ける第２圧力面積よりも大きい
ことが望ましく、本発明によれば、空気圧は油圧よりも
小さい。
本発明では、従来必要とされた少なくとも３〜５個のパ
ツキンにより構成される「気体シール」の代わりに、簡
単な「オイルシール」を備えた分離ピストンを設けるこ
とができる。圧縮性媒体、とくに圧縮空気の圧力よりも
作動油の圧力の方が大きいためである。分離ピストンは
周縁部シールだけしか備えておらず、従って、軸方向長
さが短いために構造形態はコンパクトなものとなる。こ
の場合、シールは空気圧と油圧の間の圧力差だけを考慮
して設計すればよく、バネ室の気密密封を、従って一定
の空気圧を常に保つことができる。
本発明によるピストン蓄圧器を自動車懸架装置に使用す
ると、ピストンシリンダ装置の油圧圧力が高いため、荷
重を受けるピストンの圧力面積が小さくなり、このため
ピストンシリンダー装置も同様にコンパクトに形成する
ことができる。
分離ピストンは両側から異なる圧力を受けるが、（実際
には）両側から同し力を受けることになり、この力は、
圧力と圧力面積の積に等しい（「圧力均衡」の原理）。
本発明によれば、分離ピストンのＦｊ擦力は大きく低下
する。空気圧が油圧よりも小さいために、分離ピストン
のシールは差圧だけを受け、そのため、これに応じて摩
擦は小さくなる。とくにこれは力学的に有利であり、最
適のバネ特性を保つことができる本発明によるピストン
蓄圧器は、独自の密閉シリンダを備え、シリンダ内を分
離ピストンが動いて貯蔵空間をバネ室から分離するよう
な構造とすることが望ましい。シリンダには、バネ室に
通じる充填接続部と、貯蔵空間に通じるピストン蓄圧器
を各油圧システムに接続する外部配管用の接続部がある
。懸架装置の場合には「バネの脚」をさらにコンパクト
に形成できるという利点がある。さらに本発明によるピ
ストン蓄圧器は充分な空間があり、また機械的作用に対
して保護されている任意の個所に、たとえば車体フレー
ムに取付けることができる。さらに、ピストン蓄圧器は
太陽光線などの、状況によっては、バネ特性に好ましく
ない効果を与えるような外部温度の影響に対して保護す
ることができる。また「バネの脚」内に発生する摩擦熱
のピストン蓄圧器への伝導をほとんどなくすことができ
る。
本発明の、とくに有利なもう一つの形態では、分離ピス
トンが貯蔵空間側に密閉部を備え、これが分離ピストン
が貯蔵空間側の終点まで押されて停止位置にあるときに
、貯蔵空間に通じる油圧接続部を密閉して、貯蔵空間の
残りの容積を含めた、作動油を完全に充した密閉圧力空
間が形成される。この場合、密閉部は分離ピストンがバ
ネ力に抗して、停止位置を越えて終点の方向に動くよう
に形成されている二のような本発明の実施形態は、既知
のピストン蓄圧器では、貯蔵空間が主として、圧力喪失
状態にあり、このため分離ピストンがバネ室の空気圧に
よって、貯蔵空間側の終点に（バネ伸長位置）に来ると
きに圧力損失が起こるという考えに基づいている。たと
えば、これは、まだ油圧を受けていない貯蔵空間を備え
たピストン蓄圧器で、バネ室がまだ一定の空気予圧で充
されていない場合である。さらに、ピストン蓄圧器に接
続された油圧装置、たとえばピストンシリンダー装置が
完全に負荷から解放されるときに、このような臨界状態
が起こる。これらのすべての場合、空気圧は貯蔵空間内
の圧力よりもずっと太き（、温度が上昇すると空気圧は
追加上昇する。このために既知の蓄圧器では、圧縮性媒
体は分離ピストンシールや貯蔵空間を越えて漏出する。
このために分離ピストンシールは気体状圧縮性媒体を使
用するときは、気体シールとして設計することができる
。しかし、気体シールは液体シールよりもずっと費用が
高い。すなわち、通常は多くのパツキンリングを必要と
し、摩擦力が増して、上記のような不利な作用が起こる
。これに対して本発明によれば、分離ピストンは停止位
置で、すなわち貯蔵空間例の機械的終点に達する前に、
圧力空間内の作動油（「油圧クツション」）に対して保
護され、この位置でもまだ分離ピストンは軸方向に動く
ことができるため、空気圧を受けて、常に自動的に貯蔵
１間ならびに圧力空間の側での対応する背圧が調整され
る。この背圧は、空気圧がたとえば温度に応じて変化す
るときも自動的に有利に調整される。さらに、本発明に
よる密閉部の部分で、シール性が低下し、作動油がゆっ
くりと圧力空間から漏れるときには分離ピストンの「事
後誘導」によって適切な油圧を保持することができる。
このようにして、分離ピストンシールは常に両側から、
互いに適合した圧力を受け、従って、完全空気圧に対し
てシールする必要はなく、このため、液体シールの場合
よりも有利に設計でき、考えられるすべての作動条件下
でバネ室は気密密封に保たれる。
本発明のその他の好ましい特徴は、従属請求項および以
下の説明に述べられている。
［実施例］ 以下に、図に示した実施例によって、本発明の詳細な説
明する。
各図で、同じ部品または同じ作用をする部品は、常に同
じ参照番号で表しである。
まず第１図を見ると、本発明によるピストン蓄圧器２に
は、シリンダ４があり、その中を分離ピストン６が、遊
動しながら、つまり自由に動きながら誘導される。この
分離ピストン６はシリンダ４内で圧縮性媒体を充填した
バネ室８と、非圧縮性の作動油を受は入れるための貯蔵
空間１０とを分離している。バネ室８内では、空気圧ｐ
ｔが、貯蔵空間ｌＯ内では油圧ｐ２が支配している。圧
縮性媒体としては、気体、とくに圧縮空気、またたとえ
ば、気体より宙度の大きいシリコンなど圧縮性媒体を用
いることができる。従って、「空気」圧という語は、こ
の発明では、気体だけに限定されない。
ピストン蓄圧器２は、一方では密閉部、とくに弁１４を
取付けた、バネ室８に通じる充填接続部１２を備え、ま
たもう一方では、貯蔵空間１０に通じる、外部配管１８
のための接続部１６を備えている。
分離ピストン６は、周縁シール２０によってシリンダ４
の内壁に対してシールされている。
この場合は、貯蔵空間１０は、接続部１６および配管１
８を通じて、たとえばピストンシリンダー装置（図示せ
ず）に接続できる。このピストンシリンダー装置がバネ
運動を起こすとこれに対応する量の作動油が、ピストン
シリンダー装置と本発明によるピストン蓄圧器２の貯蔵
空間１０の間を行ったり来たりする。これによって、既
知のやり方で、バネ室８内に含まれる媒体の空気圧作用
に対抗して、分離ピストン６が押しやられる。この場合
、圧縮性媒体は、分離ピストン６にバネ室８の側から空
気圧ｐ１を加え、貯蔵空間１０内の作動油は、分離ピス
トン６に対して圧力ｐ２で作用を及ぼす。
本発明によれば、空気圧ｐ１は油圧ｐ２よりも少なくと
もわずかに小さい。さらに、本発明によれば、分離ピス
トン６は、大きさの異なる圧力面２２および２４を備え
た圧力変換器として形成されている。バネ室８の方を向
き、空気圧ｐ１を受ける第１圧力面２２は、本発明によ
れば、これと反対側の、油圧ｐ２を受ける第２圧力面２
４よりも大きい。この面積差を保つために本発明による
分離ピストン６は、分離ピストン棒２６を備え、ピスト
ン棒は、貯蔵空間１０内で、周縁シール２７によりシー
ルされ、シリンダ４から外部に向かって伸びている。従
って、貯蔵空間１０はバネ室８およびシリンダ４の内側
断面に比べて小さい、リング状の、また分離ピストン棒
２６と同心状の断面を有している。シリンダ４の内側断
面積と、分離ピストン棒２６の断面積の比を変えると、
つまり、有効圧力面２２と２４の比を変えると、本発明
の場合には、圧力比ｐｌ：ｐ２も変化する。
本発明によれば、圧力変換器として形成された分離ピス
トン６は「圧力均衡」の原理に従って作用し、２つの互
いに反対方向に働く力の間には均衡状態が成立し、この
力はそれぞれ圧力面２２．２４およびそれぞれ圧力ｐｔ
、Ｐ２の積として常に同じである。すなわち、次の式が
成立する。
Ｆ　＝ＰＩ・Ａ２２　＝　Ｐ２・Ａ２４ここで、Ａ２２
は、圧力面２２の表面積であり、Ａ２４は圧力面２４の
表面積である。
さらに、第１図に示すように、外部配管１８に、とくに
荷重に依存して調節できる減衰弁２８を取付けることが
できる。この減衰弁２８には調節部３０があり、これは
切替弁３２を通じてその都度の油圧圧力ｐ２を加えるこ
とができる。しかし、本発明によれば減衰弁２８が、ピ
ストン蓄圧器２内に組込まれており、これについては下
記で第７図〜第９図を用いて説明する。
第２図と第３図に示された実施例では、ピストン蓄圧器
２は分離ピストン６のための油圧終点緩衝装置（油圧ブ
レーキ）を備えており、これはバネを延ばす方向に、す
なわち空気バネの緊張緩和（圧縮）方向に働く。分離ピ
ストン６には、貯蔵空間ｌＯＯ側に、軸方向、同心状の
リング状部分３４があり、このリング状部分３４と、シ
リンダ４の内壁の間に小さいリング状間隙３６が形成さ
れている。リング状部分３４は、分離ピストン棒２６を
同心状に間隔をおいて取囲んでいる。さらに、貯蔵空間
１０に通じる接続部１６が、分離ピストン６に対して軸
方向に走るシリンダ４の周囲壁の端部に設けられ、これ
には内側開口部３８があり、これは第３図で明かなよう
に、分離ピストン６に対して軸方向に、西洋梨形に先細
の形をしている。これによって、本発明によれば接続部
１６と貯蔵空間１０の間に、流れの断面が分離ピストン
の動きに応じ変化する絞り通路（制限通路）が形成され
ている。この制限通路はバネ伸長時には小さくなり、バ
ネ圧縮時には大きくなる。この場合、リング状部分３４
が放射方向に内側に向かう分離ピストン６のバネ伸長終
点で、制限通路は、周縁シール２７を保持するシリンダ
端部４０上にあり、なお一定の最小流れ断面を示し、圧
力ｐ２が分離ピストン６のバネ圧縮のため圧力面２４に
加えられる。このため、分離ピストン６のリング状部分
３４が、たとえば凹み、または孔の形で放射方向の貫通
孔４２を備えることが目的にかなっている。
バネ伸長方向の油圧終点緩衝部のほかに、本発明のピス
トン蓄圧器２は、これに対応して、バネ圧縮方向の終点
緩衝部を備えることができ、これはバネ室８の側に取付
けられ、空気緩衝部として形成される（図示せず）。
本発明によれば、バネ室８は少なくとも１個の予備空間
４６（第１図、第２図、第４図および第７図）ならびに
４８（第５図、第６図および第７図）に接続され、分離
ピストン６がバネ圧縮終点に来たとき、つまり分離ピス
トンがバネ室８の方向に最大限押されて、機械的ストッ
プ５０に達するときに、また圧縮性媒体のため一定の最
小残留容積Ｖ　ｒｅｓが存在するようになっている。こ
れによって、圧縮性媒体がバネ室８内であまりに強く（
ゼロまで）圧縮され、圧力ｐ１が許容限界を越えて上昇
し、蓄圧器が破裂するようなことがなくなる。予備空間
４６ならびに４８の大きさ、または容積Ｖ　ｒｅｓは最
大圧力ρｍａｘの目安となる。最大圧力は、分離ピスト
ン６が全く伸びきった位置での圧力Ｐａｕｓ（ｒ％負荷
圧力」）に、またこれに属する最大容積Ｖ　ｍａｘ−バ
ネ室の容積ＶＦにプラス　Ｖ　ｒｅｓによって定まる。
ｐ・Ｖ　＝　ｃｏｎｓｔ、であるから、 ｐａｕｓｏ（ＶＦＫ　＋　Ｖｒｅｓ）　　＝　　ｐｙｓ
ａｘ　３　Ｖｒｅｓ ｐｍａｘ　　　＝　　ｐａｕｓ　−ＶＦＫ　　　十　　
Ｖ　ｒｅｓ 最大可能圧力ｐ　ｍａｘに対する予備空間４６ならびに
４８の大きさの影響は、次に挙げる数字により明らかで
あり、この場合、圧縮性媒体および各作動状態によって
定まる因子（）は、考慮されていない。ｐ　ａｕｓは２
０バールに等しく、ＶＦＭは１，０００　ｃｍ３に等し
い。そこで ａ）　　　　　　　Ｖｒｅｓ　＝　１００　ｃｍ３　　
のときはｐｍａｘ　＝　２０　ｂａｒ　・１０００　＋
　１００００ ｐｍａｘ　　＝　　２２０　ｂａｒ ｂ　）　　　　　　　Ｖｒｅｓ　＝　３００　ｃｍ３　
　のときはｐｍａｘ　　＝　　２０　　ｂａｒ　　・　
１０００　　＋　　３００００ ｐｍａｘ　　＝　　８６．７　ｂａｒ 予備空間４６および４８の容積Ｖ　ｒｅｓによって、バ
ネ特性曲線にとって目安となる、いわゆる衝撃比ｐ　ｗ
ａｘ／　ｐ　ａｕｓが定まり、予備空間４６．４８の容
積によって、バネ特性を確定することができる。
第１図および第２図の実施例では、本発明によれば、予
備空間４６が分離ピストン側に配置され、計算によって
定められる容積Ｖ　ｒｅｓをもち、分離ピストン６を通
って、軸方向に分離ピストン捧２６の方へ伸びる凹部５
２によって形成される。
第７図では、予備空間は分離ピストン側の予備空間４６
と、それに対向する、シリンダ側の予備空間４８によっ
て構成されている。この場合、予備空間４６．４日も同
様に一定の容積Ｖ　ｒｅｓである。分離ピストン側の予
備空間４６は、軸方向に分離ピストン６内の伸びる凹部
５２によって形成され、これに向き合っている予備空間
４８は分離ピストン６に向き合った側でバネ室８に接す
るシリンダ室５４によって形成される。これに対して、
第４図によれば、分離ピストン棒２６は予備空間４６を
形成するために中空であり、とくに中空円筒状に形成さ
れ、予備空間４６は分離ピストン６の少なくとも１個の
軸方向通路５６と通じてバネ室８と接続されている。
第４図、第５図および第６図に示された、本発明のとく
に有利な実施例によれば、分離ピストン側予備空間４６
の容積および分離ピストン６と向き合っている、シリン
ダ側予備空間４８の容積は羽ｆ！ｔ］手段６０によって
、外部から変更することができる。すなわち、予備空間
４６および／または４８の容積Ｖｒｅｓを変えることに
よって、衝撃度ｐｍａＸ／ｐａｕｓを、従ってバネ特性
を変えることができ、ピストン蓄圧器２を分解せずに外
部から変えることができるため有利である。
第４図の実施例では調節手段６０には制御ピストン６２
が設けられ、これは中空円筒状の分離ピストン棒２６内
を軸方向に移動する。制御ピストン６２は、本発明によ
れば、機械的に、あるいは圧力媒体、とくに油圧媒体に
よって調節できる。第４図は、機械的調節の例を示して
いる。このために制御ピストン６２は、分離ピストン６
と反対側にねし付きスピンドルに接続され、このスピン
ドルは、分離ピストン棒２６の端部で内側ねしによって
外部へ向かって伸びている。これによって、ねじ付きス
ピンドル６４が回転すると、制御ピストン６２が二重矢
印６６の示す通り、軸方向に調節される。制御ピストン
６２の分離ピストン６と反対側には、ねじ付きスピンド
ル６４を取囲むリング状空間６８が形成され、これは少
なくとも１個の通気孔７０を通じて大気圧とつながって
いる。このために、制御ピストン６２は、気体シールと
して形成された周縁シール７２によって、中空円筒状ピ
ストン棒２６の内壁に対してシールされている。
第５図と第６図によれば、調節手段６０は、シリンダ室
５４内に調節可能なように移動する制御ピストン７４を
備えている。第５図の場合には、この制御ピストン７４
は、第４図の例と同様に機械的に調節され、このため分
離ピストン６と反対側にはねじ付きスピンドル７６が接
続され、これがシリンダ４の内側ねしによって、外部へ
向かって伸びている。
ねじ付きスピンドル７６は、略図で示されているモータ
８０の回転駆動部７日および歯車装置８２に接続されて
いる。この場合にも、シリンダ室５４内でねじ付きスピ
ンドル７６を取囲むリング状空間８４があり、少なくと
も１個の通気孔８４を通じて、外部大気につながってい
て、制御ピストン７４は、ここでも２個の周縁シール７
２からなる気体シールを備えている。
第６図の実施例は、主として第５図の例に対応している
が、もちろん制御ピストン７４の油圧調整部を備えてい
る。分離ピストン６の制御ピストン７４とは反対側に配
置された圧力空間８８に、接続部９０が口を開いており
、接続部は選択に応じて配管９２および切替弁９４を通
じて油圧システムの圧力配管Ｐまたはタンク逆流管Ｔに
接続することができる、この場合、油圧圧力はポンプ９
６によって発生し、追加蓄圧器９４に貯えられ、これに
よって常に充分な油圧を保つことができる。本発明によ
れば、制御ピストン７４も圧力変換器として形成されて
おり、油圧制御圧ｐ３は空気圧ｐ１よりも大きい。この
ため制御ピストン７４には、簡略化された「オイルシー
ル」として形成された周縁シール１００を設けるのが望
ましい。分離ピストン６と同様に、制御ピストン７４の
部分でのこの圧力差は制御ピストン７４を、バネ室８と
反対側で制御ピストン棒１０２と接続することによって
得られ、ピストン棒は周縁シール１０４によってシール
され、シリンダ４およびシリンダ室５４から外側に向か
って動く。
図に示したすべての実施例には、予備空間の容積ｖ　ｒ
ｅｓの調節部が設けられ、とくに、制御ピストン６２ま
たは７４がバネ室８に向いた側に凹部１０６を備えると
有利である。この凹部によって制御ピストン６２または
７４を機械的終点１０７に向かって、バネ室８の方向に
調節するときに、常に圧縮性媒体のための最小残留容積
が保証される。
たとえば、第５図と第６図に示したように、分離ピスト
ン６および／または制御ピストン７４は（それぞれ）１
個のピストンの位置を示す行程指示ａｔ０８．１１０と
接続してもよい。こうすることによって、行程Ｉ旨示器
１０８．１１０に接続したコンピュータ１１２によって
、予備空間４８の容積Ｖ　ｒｅｓを一定の状況に適合さ
せることができる。この場合、分離ピストン６の位置を
知ることによって、荷重およびバネ状態についてのデー
タを得ることができる。制御ピストン７４の位置の代わ
りに、Ｖｍａｓ／Ｖ　ｒｅｓまたはｐ　ｍａｘ／　ｐ　
ａｕｓ、すなわら、衝撃度またはバネ特性を調節し、ま
たモニターすることができる。このため、調節手段６０
はコンピュータ１１２によって制御される。すなわち、
第５図の場合には、コンピュータ１１２が回転駆動部７
８のモータ８０を制御し、第６図の場合には、コンビエ
ータ１１２によって切替弁９４がその２つの位置に切替
えられる。
上に述べたように、本発明による第７図と第８図の実施
例のピストン蓄圧器２には、貯蔵空間１０とその接続部
１６の間に取付けられ、減衰作用に応じて調節できる減
衰弁２８が組込まれている。減衰弁２８には接続部１６
に通じる第１弁室１２０があり、また第２弁室１２２が
あって、これは第７図に破線で示された通路１２４によ
って貯蔵空間ＩＯに接続されている。この場合、減衰弁
２８は、２個の個別の絞り弁１２４と１２６、すなわち
圧縮時の貯蔵空間１０への流れを減衰させるための圧縮
時絞り弁１２４と、伸長時の貯蔵空間１０からの流れを
減衰させるための、伸長時絞り弁１２６によって構成さ
れている。この２つの弁室１２０と１２２は分離壁１２
８によって分離されており、この分離壁１２８を通って
、各絞り弁１２４および１２６のために、少なくとも一
つの制限通路１３０が延びている。制限通路１３０は、
減衰調節のために１個の弁エレメントを備えている。
第９図に簡単に示されているように、各弁エレメントは
制限通路１３０として形成され、図の例では、作動油の
ための出口１３２ですくなくとも部分的に多くの制限通
路１３０によって覆われ、一端で固定された板バネ部材
１３４が形成されている。この場合、減衰調節は板バネ
部材１３４の自由部分長さまたは引張り部長さｌによっ
て行われる。このために板バネ部材１３４が、分離壁１
２Ｂと圧迫材１３６の間で可変長ｌで引張られるように
、板バネ部材１３４の縦方向にその上を動く圧迫材１３
６を設ける。（第９図の二重矢印１３８を参照）これに
よって、板バネ部材１３４のバネ力Ｆも変化し、制限通
路１３０を開くには、板バネ部材１３４を、第９図に破
線で示された制限通路１３０を貫流する媒体の位置にま
で曲げる。こうすることによって、きわめて高感度で、
また無段階的に、減衰および制限作用を流れ断面を変え
ることによって、変化させることができる。この場合、
圧迫材１３６が制限通路１３０上を動いて、これを完全
に閉鎖できることが望ましい。図に示した実施例では、
各絞り弁１２４．１２６には一つの円弧上に配置された
多くの平行な制限通路１３０があり、これはそれぞれ１
個のリング状円板形の、放射方向にスリットのある仮バ
ネ部材１３４によって覆われている。各圧迫材１３６は
回転可能な軸によって、放射状に間隔を置いて形成され
、軸が回転するとき、板バネ部材１３４を越えて、環状
通路上を動く。減衰弁２８の形態についての詳細は、本
出願人による以前のドイツ特許Ｐ　３９２５５２０．４
に述べられている。
第１０図と第１１図に示された本発明の実施例では、同
じ部品は同じ参照番号で示され、従って、もう−度述べ
る必要はないが、分離ピストン６には貯蔵空間１０の側
に密閉部１５０があり、貯蔵空間側の終点１５２の方向
での分離ピストンの停止位置（第１１図参照）では貯蔵
空間１０に通じる油圧接続部１６を密閉部が密閉し、貯
蔵空間１０の残りの容積によって、作動油を完全に満た
した密閉圧力空間１５４が形成される。この場合、密閉
部は分離ピストン６がバネ力に抗して、第１１図に示し
た停止位置を越えて、終点１５２の方向に動けるように
密閉部１５０をバネ弾力的に形成し、また配置すること
が望ましい。
シリンダ４の側面に配置された油圧接続部１６は、でき
れば軸方向通路部１５６へと移行することが望ましく、
この通路部分は分離ピストン６に軸方向に向き合ってい
る貯蔵空間１０の部分で、軸方向にまたできれば同心状
に通じている。分離ピストン棒２６は、軸方向通路部分
１５６を通って伸び、この通路部分は、円形リング状断
面を有する分離ピストン棒２６を同心状に取囲んでいる
。分離ピストン６の密閉部１５０はできれば１個のリン
グ円板部材１６０を備えていることが望ましく、このリ
ング円手反部材は、分離ピストン棒２６上に軸方向にバ
ネ弾性により動くように配置され、停止位置で軸方向通
路部分１５６の開口部を覆い、また開口部を覆うシール
１５８によって圧力空間１５４をシールしている。シー
ル１５８は、できれば０リングとして通路部分１５６の
開口部を取り巻くシリンダ４のリング溝内に取付けるこ
とが望ましい。密閉部１５０のリング円板部材１６０は
、とくに分離ピストン棒２６上に移動可能なように取付
けられたリングスリーブ１６２と一体として接続すると
よい。分離ピストン捧２６とリングスリーブ１６２の間
に形成されたリング状間隙は、本発明によれば、パンキ
ンリング１６４によってシールされる。さらに分離ピス
トン６と密閉部１５０の間、つまり分離ピストン６とリ
ング円板部１６０の間には、予圧を加えた圧縮バネ１６
６が配置される。この圧縮バネ１６６は、分離ピストン
棒２６およびリングスリーブ１６２を同心状に取り巻く
渦巻バネとして形成するとよい。最後に密閉部１５０の
ための分離ピストン棒２６には、分離ピストン６と反対
側に１個のストップ１６Ｂがあり、これは分離ピストン
棒２６のリング溝内にあるスナップリング１７０によっ
て形成されている。このストップ１６８は、分離ピスト
ン６と反対方向への密閉部１５０の動きを限定する。ス
トップ１６８およびスナップリング１７０は放射方向の
面を備え、これは通路部分１５６の開口部よりも小さく
、停止位置（第１１図）では、スナップリング１７０は
通路部分１５６の開口部内に配置されている。これによ
って、リング円板部材１６０はパンキンリング１５８上
のシール位置に達することができる。
第１０図と第１１図による実施例によれば、分離ピスト
ン６は第１１図に示された停止位置では、また少なくと
もわずかに両方の軸方向に動くことができる。この停止
位置では密閉部１５０は接続部１６および通路部分１５
６を密閉し、これによって圧力空間１５４を形成してい
る。（第１１図の二重矢印１７２を参照。）これによっ
て、空気圧ｐ１にもとづいて、それに対応する油圧ｐ２
も自動的に調節される。このため分離ピストン６の周縁
シール２０は、ｐｔとｐ２の差圧だけを考慮に入れて設
計するとよい。
本発明は、上記に説明した、また図示された実施例に限
定されるものではなく、本発明の趣旨にもとづいたすべ
ての形態のものを含んでいる。従って、第１０図および
第１１図の例において、たとえばリング円形部材１６０
は、その内側リング部分において、しっかりと、たとえ
ば材料密着によって分離ピストン棒２６と結合し、バネ
弾性材料、たとえばバネ鋼材で形成することができ、実
際には一種の円板バネとして形成される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるピストン蓄圧器の第１の実施例
の部分的縦方向断面図である。 第２図は、本発明の第２の実施例の第１図と同様の断面
図である。 第３図は、第２図の矢印五部分の拡大詳細図である。 第４図は、第３実施例についての、第１図ならびに第２
図と同様の断面図である。 第５図は、第４実施例の部分的縦方向断面図である。 第６図は、本発明によるピストン蓄圧器のもう一つの実
施例の、第５図と同様の断面図である。 第７図は、減衰弁を組込んだ本発明によるビス１−ン蓄
圧器のもう一つの実施例の縦方向断面図である第８図は
、第７図の綿コー　−での横方向断面図である。 第９図は、作動原理を説明するため減衰弁をごく筒略化
した断面図である。 第１０図は、分離ピストンが第１位置（作動位置）にあ
る場合の、本発明のピストン蓄圧器のもう一つの実施例
の部分的縦方向断面図である。 第１１図は、分離ピストンが第２位置（停止位置）にあ
るときの第１０図と同様の図である。 ＦＩＧ、４ す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、作動油のための貯蔵空間と、圧縮性媒体を充したバ
    ネ室とを分離する遊動性の分離ピストンを備えた、とく
    に自動車懸架装置のための油圧空気圧式ピストン蓄圧器
    において、分離ピストン（６）が、２つの大きさの異な
    る圧力面（２２、２４）を有する圧力変換器として形成
    されていることを特徴とする、油圧空気圧式ピストン蓄
    圧器。 ２、バネ室（８）の方を向いた、空気圧（ｐ１）を受け
    る第１圧力面（２２）が、これと向き合った、油圧（ｐ
    ２）を受ける第２圧力面（２４）よりも大きく、空気圧
    （ｐ１）が油圧（ｐ２）よりも小さいことを特徴とする
    、請求項１記載のピストン蓄圧器。 ３、シリンダ（４）内を動く分離ピストン（６）が、貯
    蔵空間（１０）内を貫通し、シールされて、シリンダ（
    ４）から外部へ向かって動く分離ピストン棒（２６）に
    接続され、貯蔵空間（１０）が、バネ室（８）の内側断
    面よりも小さい、リング状の断面を有することを特徴と
    する、請求項１または２記載のピストン蓄圧器。 ４、貯蔵空間（１０）内に、配管（１８）のための少な
    くとも１個の接続部（１６）があることを特徴とする、
    請求項１から３までの一つまたはそれ以上に記載のピス
    トン蓄圧器。 ５、バネ室（８）が密閉部、とくに弁（１４）を有する
    充填接続部（１２）を少なくとも１個備えていることを
    特徴とする、請求項１から４までの一つまたはそれ以上
    に記載のピストン蓄圧器。 ６、分離ピストン（６）が油圧および／また空気圧終点
    緩衝装置を備えていることを特徴とする、請求項１から
    ５までの一つまたはそれ以上に記載のピストン蓄圧器。 ７、貯蔵空間（１０）とその接続部（１６）の間で伸長
    方向に働く終点緩衝装置のために、分離ピストンの動き
    に応じて変化する流れ断面を備えた制限通路が形成され
    ていることを特徴とする、請求項６記載のピストン蓄圧
    器。 ８、分離ピストン（６）が、その貯蔵空間（１０）に向
    いた側に、分離ピストン棒（２６）を同心状に間隔をお
    いて取囲み、軸方向に伸びるリング状部分（３４）を備
    え、このリング状部分（３４）とシリンダ（４）の内壁
    の間にわずかなリング状間隙（３６）が形成され、貯蔵
    空間（１０）に通じる接続部（１６）が、分離ピストン
    （６）とは軸方向に反対側の、シリンダ（４）の周囲壁
    の端部に配置され、また内側開口部（３８）を有し、開
    口部に分離ピストン（６）と軸方向に反対側にとくに西
    洋梨形の先細の部分を備えていることを特徴とする、請
    求項７記載のピストン蓄圧器。 ９、制限通路が、分離ピストン（６）の伸長終点でなお
    一定の最小流れ断面を有し、とくに分離ピストン（６）
    のリング状部分（３４）が放射方向の貫通孔（４２）を
    備えていることを特徴とする、請求項７または８記載の
    ピストン蓄圧器。 １０、バネ室（８）が分離ピストン（６）圧縮終点で圧
    縮性媒体のためまだ一定の最小残留容積が残るように少
    なくとも１個の予備空間（４６、４８）に接続されてい
    ることを特徴とする、請求項１から９までの一つまたは
    それ以上に記載のピストン蓄圧器。 １１、予備空間（４６）が、分離ピストン（６）内を軸
    方向に、または分離ピストン（６）を貫通して、分離ピ
    ストン棒（２６）へと伸びる凹部（５２）によって形成
    されていることを特徴とする、請求項１０記載のピスト
    ン蓄圧器。 １２、分離ピストン棒（２６）が予備空間（４６）を形
    成するために、中空に、とくに中空円筒状に形成され、
    予備空間（４６）が分離ピストン（６）の少なくとも１
    個の通路（５６）を通じて、バネ室（８）と接続されて
    いることを特徴とする、請求項１０記載のピストン蓄圧
    器。 １３、予備空間（４８）が、分離ピストン（６）の反対
    側でバネ室（８）に接続されているシリンダ室（５４）
    によって形成されていることを特徴とする、請求項１０
    から１２までの一つまたはそれ以上に記載のピストン蓄
    圧器。 １４、分離ピストン側の予備空間（４６）の容積および
    ／または分離ピストン（６）と向き合っているシリンダ
    側の予備空間（４８）の容積を調節手段（６０）によっ
    て外部から変えることができることを特徴とする、請求
    項１０から１３までの一つまたはそれ以上に記載のピス
    トン蓄圧器。 １５、調節手段（６０）が、中空円筒状の分離ピストン
    棒（２６）内を軸方向に調節式に移動する制御ピストン
    （６２）および／またはシリンダ室（５４）内を調節式
    に移動する制御ピストン（７４）を備えていることを特
    徴とする、請求項１２から１４までの一つまたはそれ以
    上に記載のピストン蓄圧器。 １６、調節手段（６０）が、機械的に、または圧力媒体
    、とくに油圧媒体を通じて作動できることを特徴とする
    、請求項１４または１５記載のピストン蓄圧器。 １７、分離ピストン（６）および／または制御ピストン
    （７４）が、ピストンの位置を把握する行程指示器（１
    ０８、１１０）と接続されていることを特徴とする、請
    求項１４から１６までの一つまたはそれ以上に記載のピ
    ストン蓄圧器。 １８、貯蔵空間（１０）と、その接続部（１６）の間に
    配置された、とくに調節可能な組込み式減衰弁（２８）
    を備えることを特徴とする、請求項１から１７までの一
    つまたはそれ以上に記載のピストン蓄圧器。 １９、減衰弁（２８）が少なくとも１個の絞り弁を、で
    きれば作動油の流れ方向に対して反対方向の２個の絞り
    弁（１２４、１２６）を備え、各絞り弁（１２４、１２
    ６）が、減衰調節のため１個の弁エレメントを有する少
    なくとも１個の制限通路（１３０）を備え、各絞り弁（
    １２４、１２６）の弁エレメントが、作動油のための出
    口（１３２）で制限通路（１３０）を部分的に覆い、一
    端で引張られた板バネ部材（１３４）として形成され、
    減衰調節を板バネ部材（１３４）の自由長（ｌ）を変え
    ることによって行うことを特徴とする、請求項１８記載
    のピストン蓄圧器。 ２０、各板バネ部材（１３４）の長さ（ｌ）を、最大値
    と、制限通路（１３０）に関して、ゼロに等しい長さの
    間で無段階的に変えることができることを特徴とする、
    請求項１９記載のピストン蓄圧器。 ２１、作動油のための貯蔵空間と、圧縮性媒体を充した
    バネ室とを分離する遊動性の分離ピストンを備え、請求
    項１から２０までの一つまたはそれ以上に記載の、とく
    に自動車懸架装置のための油圧空気圧式ピストン蓄圧器
    において、分離ピストン（６）が貯蔵空間（１０）側に
    密閉部（１５０）を備え、密閉部は貯蔵空間（１０）の
    残りの容積を有し、作動油を完全に満たした圧力空間（
    １５４）が形成される貯蔵空間側終点（１５２）の方向
    での分離ピストン（６）の停止位置で、貯蔵空間（１０
    ）に通じる油圧接続部（１６）を閉じ、分離ピストン（
    ６）がバネ力に抗して、停止位置を越えて、終点（１５
    ２）の方向に動くことができるように密閉部（１５０）
    がバネ弾性的に形成されていることを特徴とする油圧空
    気圧式ピストン蓄圧器。 ２２、油圧接続部（１６）が、軸方向通路部分（１５６
    ）を経て、分離ピストン（６）に向き合った側で、でき
    れば貯蔵空間（１０）の中央に開口していることを特徴
    とする、請求項２１記載のピストン蓄圧器。 ２３、分離ピストン棒（２６）が、軸方向通路部分（１
    ５６）を通って伸び、通路部分が円形リング状断面を有
    する分離ピストン棒（２６）を取囲んでいることを特徴
    とする、請求項２２記載のピストン蓄圧器。 ２４、分離ピストン（６）の密閉部（１５０）が、分離
    ピストン棒（２６）上で軸方向にバネ弾性によって動く
    ように取付けられた、また停止位置で軸方向通路部分（
    １５６）の開口部を覆うような、また圧力空間（１５４
    ）を、開口部を取り巻くパッキンリング（１５８）によ
    ってシールするようなリング円板材（１６０）を備えて
    いることを特徴とする、請求項２１から２３までの一つ
    またはそれ以上に記載の蓄圧器。 ２５、密閉部（１５０）のリング円板材（１６０）が、
    分離ピストン棒（２６）上を動くように配置されたリン
    グスリーブ（１６２）と一体として接続され、分離ピス
    トン棒（２６）と、リングスリーブ（１６２）の間に形
    成されたリング状間隙がパッキンリング（１６４）によ
    ってシールされていることを特徴とする、請求項２４記
    載の蓄圧器。 ２６、分離ピストン（６）と密閉部（１５０）の間に、
    圧縮バネ（１６６）が配置され、圧縮バネ（１６６）が
    できれば、分離ピストン棒（２６）およびリングスリー
    ブ（１６２）を取り巻き、リング状円板材（１６０）に
    力を加える渦巻バネとして形成されていることを特徴と
    する、請求項２１から２５までの一つまたはそれ以上に
    記載の蓄圧器。 ２７、分離ピストン棒（２６）が、リング溝内にあるス
    ナップリング（１７０）荷よって形成されるストップ（
    １６８）を、密閉部（１５０）の分離ピストン（６）と
    反対側に備えていることを特徴とする、請求項２１から
    ２６までの一つまたはそれ以上に記載のピストン蓄圧器
    。
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