JPH05240201A - ピストン形蓄圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストン形蓄圧器において中間室と囲繞大気
との通路の構成を改善する。 【構成】 通路１１が少なくともその全長の一部分にお
いてら旋形に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は請求項１の種類のピスト
ン形蓄圧器に関する。

【０００２】

【従来技術】ＵＳ−ＰＳ４８７８５１９、ＥＰ０２５６
２４０Ａ１およびＤＥ３９１７７９１Ａ１からピストン
が各シリンダ内部でシール装置を用いてガス室と液体室
とこれらの間に位置した環状室とを互いに分割した形の
ピストン形蓄圧器が知られている。各環状室はピストン
形蓄圧器の周囲の大気と通路を介して連通しており、通
路はシリンダの壁内を半径方向に延びている。通路は環
状室を基点にして先ず第１の狭い直径とこれに続いて直
径移行部を介してより広い直径とを有している。シリン
ダは蓋内にねじ込まれ、蓋は液体室を制限している。し
たがってガス室はシリンダの反対側の端部内にシリンダ
端壁に隣接して設けられている。通路はシリンダの軸線
方向にみて、作動ガスを充填されたシリンダを蓋から取
外す際にシリンダの最後のねじ山が蓋から回し抜かれる
前にガス室に配属されたシール装置が通路の横断面を通
過するように配置されている。これはピストンに配属さ
れた軸方向の安全リングが不適切に組込まれた場合に例
えばシリンダの最後のねじ山が蓋から抜かれるときにガ
スがシリンダと蓋とをピストンともども弾丸のように加
速することを回避する。ピストン形蓄圧器は有利にはほ
ぼ鉛直の縦軸線をもって組込まれている。

【０００３】ＵＳ−ＰＳ４６５１７８２から知られるピ
ストン形蓄圧器は水平の縦軸線を有し、かつ脱気通路は
シリンダの壁を上方へ貫通している。上方からシリンダ
内に滴下水や雨水が侵入しないようにするためには、通
路へのカバー内で壁が環状みぞを有しており、環状みぞ
内に通路を閉鎖するシールリングが挿入されている。こ
れは、ガスまたは液体がシリンダから流出することがで
きるが、しかしシールリングが良好に作用している限り
はシリンダ内部の換気が抑えられるという欠点を持つ。
シールリングを設けることのもう１つの欠点は、シール
リングがみだりに取外されたり、または偶然紛失された
場合に水、汚れがシリンダ内に侵入し、かつここで摩耗
や漏れをもたらし得ることである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は従来技
術の上記の欠点を取除くことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
特徴によって解決される。

【０００６】

【発明の効果】本発明によるピストン形蓄圧器の利点
は、ガスがガス室から徐々に失われた場合に、逆に例え
ば温度変化時においてピストン形蓄圧器の環状室とその
周囲の大気との圧力補償が可能であり、しかも通路の一
部をら旋形に構成したために汚れや水の侵入を困難にす
ることである。ピストン形蓄圧器の縦軸線をほぼ鉛直に
たてた場合には汚れと水は曲りくねった通路の上り区分
を繰返し進まなければならない。したがって上記の向き
でピストン形蓄圧器は特に汚染から良好に保護される。

【０００７】更に本発明によればピストン形蓄圧器の有
利な構成と改善が可能である。

【０００８】請求項２の特徴は特に値段的に有利な構成
を与える、それというのもピストン形蓄圧器の壁におい
て場合により単に段付き孔の大きな直径を有する部分を
拡大せしめればよいからであり、かつこの段付き孔内へ
単に値段的に有利に製作可能である部材を摩擦接続によ
って固定すればよいからである。

【０００９】請求項３の特徴は、部材が意図したよりも
深く組込まれた場合にも一貫した通路が得られるという
利点を与える。

【００１０】請求項４の特徴は、部材が組立工具を用い
て容易に把握可能かつ組立可能であり、その上に一種の
保護板が形成され、これが噴射水が通路へ直接入るのを
阻止するという利点を与える。

【００１１】請求項５の特徴を持つ実施形は、シリンダ
の壁と協働して通路の１部分を形成する部材が軸方向に
おいて形状接続によって保持され、これによりより良好
に紛失が防止されるという利点を与える。

【００１２】請求項６の特徴は、部材がその始端部でも
ってねじの形式で容易に回転させて入れることができ、
かつ引続き部材の周面の領域の、ねじ山（壁に存在）に
よる変形のために運転中部材の意図しない相対回動を防
止する摩擦接続による安全手段が形成される。

【００１３】請求項７の特徴は、一方では組立を軽減
し、かつ他方で相対回動に対するきわめて卓越した安全
手段を与える設計を提供する。

【００１４】請求項８の特徴もまた、部材を誤まって組
付けた場合にも常にピストン形蓄圧器の環状室とその周
囲の大気との間に貫通した通路が存在することを保証す
る。請求項９の特徴も、部材が一方で組立のために工具
で容易に把握可能であり、他方で噴射水の通路への流入
を防止する一種の保護板が形成されるという利点を与え
る。

【００１５】請求項１０の特徴は、組立の後に一定の時
間経過後に部材が（例えば熱可塑性部材である場合）、
周囲温度またはこれよりも高い運転温度での流動挙動の
結果ねじ山の寸法に適合したときには特に良好に相対回
動、ひいては紛失が防止される効果を与える。請求項１
１の特徴は有利な設計を与える。

【００１６】請求項１２の特徴はやはり部材の紛失を確
実に防止する別の手段を与える。

【００１７】請求項１３の特徴は、ピストン形蓄圧器が
何かの理由から分解される場合に有利な構成を与える。
この場合にほぼ妨げのないガス流出が配慮され、部材が
弾丸の如くになることはない。

【００１８】

【実施例】図１に示された本発明によるピストン形蓄圧
器の第１の実施例は円筒形の壁４と端壁５とを有するシ
リンダ３と、蓋６と、第１のシール装置８と第２のシー
ル装置９とこれらシール装置８，９相互間にあるくびれ
部１０とを有するピストン７と、通路１１と、通路１１
内へ挿入された部材１２とを備えている。

【００１９】ピストン形蓄圧器２の使用時には端壁５が
上に、かつ蓋６が下になるように配置される。円筒形の
壁４は蓋６内へねじ込まれている。シールリング１３
は、蓋６と円筒形の壁４との間に圧縮媒体が入らないよ
うに配慮している。ピストン７はシリンダ３内を摺動可
能である。ピストン７の上方部分１４並びに第１のシー
ル装置８は可変のガス室１５を制限している。ピストン
７の下方部分１６並びに第２のシール装置９は液体室１
７を制限しており、液体室の容積は同様にピストン７の
摺動により可変である。円筒形の壁４内の第１のシール
装置８と第２のシール装置９との間には中間室１８が存
在し、中間室はピストン７のくびれ部の領域で環状室と
して形成されている。通路１１は円筒形の壁４を貫通し
ており、かつピストン７が図示の下端位置にあっても、
また蓄圧器運転中に図示されていない上端位置にあって
も通路は環状室１８とピストン形蓄圧器２の周囲の大気
とを結合している。

【００２０】図２に拡大して示された通路１１は複数の
通路区分１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分割されて
いる。通路区分１１ａは中間室１８へ開口した狭い孔１
９によって形成されている。通路区分１１ｂは円筒形の
壁４の外方へ向かった円錐形の拡大部２０の形を有して
いる。通路区分１１ｃは円筒形の孔によって形成されて
おり、この孔は外側に向けられていて、狭い孔１９より
も大きな直径を有している。通路区分１１ｄは本発明に
よればら旋形に円筒形の孔２１に沿って延びている。し
たがって本発明による通路区分１１ｄは一方の円筒形の
孔２１と他方の部材１２によって形成されており、部材
は周面にら旋みぞを有している。ら旋みぞ２２はら旋に
巻付けられたリブ２３間にあり、リブはねじ山の形式で
延びている。孔２１の領域ではら旋状のリブ２３は半径
方向のプレロードを持って当接している。そのためには
部材１２は有利には延性材料から製作されている。材料
は靭性の熱可塑性プラスチックのグループから選択する
ことができる。例えばポリアミド６の表示で市販されて
いる熱可塑性プラスチックが使用される。これにより部
材１２は射出成形によって製作可能である。

【００２１】組立てられていない状態ではら旋状のリブ
２３は円筒形の孔２１の直径よりも大きな直径を有する
基準円筒形で終っている。部材１２は円筒形の壁４の外
に半径方向に突出した縁フランジ２４を有している。縁
フランジは部材１２の孔２１内への挿入を軽減するのに
好適である。ここでは縁フランジ２４は例えばねじ頭部
の形式で構成されている。部材１２を孔２１へ挿入する
ためにはこの部材１２を例えば回して、押入れることが
できる。回転と押込みとは、部材１２がねじ山を備えて
いる如くに孔２１内へ侵入するように互いに調節するこ
とができる。これは、ら旋状のリブ２３の外側の制限部
材と孔２１の表面との間に場合により生じる摩耗がら旋
形のリブ２３と孔２１の表面との間を固定し、これによ
り最終的には通路区分１１ａおよび中間室１８から離れ
て保持されるという利点を有している。

【００２２】部材１２が円錐形の拡大部２０に整列し
た、みぞ状に形成された切欠２５を少なくとも１つ端面
に有しており、切欠がら旋形のリブ２３と少なくとも１
度交差している。これにより円錐形の拡大部２０から出
発して切欠２５を通ってら旋形の通路区分１１ｄへ至る
流路が得られる。したがって部材１２の端面が意図せず
に円筒形の孔２１と円錐形の拡大部２０との間にある移
行面２６へ当接してしまった場合にも通路区分１１ａと
通路区分１１ｄとの間の連絡は保証される。さもなけれ
ば少なくとも１つの切欠がない場合には通路区分１１ａ
と通路区分１１ｄとの連絡は可能ではなかろう。部材１
２が移行面２６に当接した例は図５に示されている。

【００２３】周囲の大気の圧力変動および（または）温
度変動時および場合によりガスがガス室１５から第１の
シール装置８に沿って中間室１８内に漏れた際には通路
１１ないしはその通路区分１１ａ，１１ｂおよび１１ｄ
を介して圧力補償が行われる。この場合、本発明による
形式のシリンダ３がほぼ鉛直方向に向けられた場合に補
償流れがら旋形の通路区分１１ｄ内において多数の上り
を通って流れなければならないことが重要である。その
結果例えばこのピストン形蓄圧器２の外部から中間室へ
の流れの際に通路１１の始めに場合により存在する凝縮
水はら旋路内に捕えられ、かつ中間室１８への進入が阻
止される。塵の侵入も強力に阻止される、それというの
も通路１１は通路１１ｄのら旋状構成のために一方では
きわめて長く、かつ他方ではその内径に比べて大きな表
面を有しており、この表面に塵が沈着することがあり、
中間室１８から遠ざけられるからである。

【００２４】部材１２にはその全長の大部分において薄
い壁２７を残して中空に構成されており、壁は破断プレ
ートとして設計されている。したがって本実施例では部
材１２内に袋孔２８が存在する。破断プレート２７の配
置は、このピストン形蓄圧器２の分解時に通路区分１１
ａから通路区分１１ｃ内へ流入したガスが強制的に通路
区分１１ｄを通って逃げる必要がないという、既に導入
部で挙げられた利点を提供する。それというのも通路区
分１１ｄは狭い横断面および長さのために通路区分１１
ｃ内の圧力増大をもたらし、これは円筒形の孔２１内の
部材１２を弾丸のように加速し得るであろうからであ
る。破断プレート２７の破断はかかる不都合な圧力上昇
を阻止し、その結果ピストン形蓄圧器の分解時に部材１
２は壁４内に残り、したがって作業員への危険は回避さ
れる。

【００２５】図３の第２の実施例による部材１２ａは例
えば同様に熱可塑性プラスチック、例えば市販のポリア
ミド６から射出成形法で製作される。部材は端面の始端
部３０とこれに続くほぼ円筒形の軸部３１と最後に頭部
３２とを有し、頭部は軸部３１から半径方向に突出して
いて、ねじ頭の形式に応じて構成することができる。図
２による実施例との相違は、ら旋みぞ２２ａが例えば１
1／2ピッチ得られるにすぎない長さに構成されている
ことである。端面の始端部３０とら旋みぞ２２ａとの間
にはピン状の付加部３４が存在し、付加部は後で図４の
ように壁４内の円筒形の孔２１ａ内への挿入を軽減す
る。円筒形の孔２１ａからねじ山３５が半径方向に延び
ている。円筒形の孔２１ａにはやはり狭い孔１９に続い
た円錐形の拡大部２０が続いている。

【００２６】付加部３４を孔２１ａ内へ挿入の後頭部３
２を回して部材１２ａを約１1／2ワインディングだけね
じ山３５内へ楽にねじ込むことができる。次いで部材１
２ａを回すことにより軸部３１はねじ山３５によって、
軸３１の周面においてら旋状のみぞ３６が生じるように
変形せしめられ、みぞ３６はねじ込みの際に生じるプレ
ロードでもってねじ山３５に当接して本発明の目的、部
材１２ａを使用時に壁４ａから失なわれないようにす
る、を達成する。図４に示されているようにねじ山３５
は半径方向において軸部３１よりも大きな寸法を有して
いる。これによってら旋形に延びる通路区分１１ｅが形
成される。通路区分１１ａ，１１ｂ、孔２１ａ並びに通
路区分１１ｅは中間室１８と壁４ａを包囲した大気との
間に一貫した通路を与える。この通路では通路区分１１
ｅは水と汚れが中間室１８内へ入るのを阻止するための
機構として働く。

【００２７】図５に示されているように意図せずに端面
の始端部３０が孔２１ａに隣接した移行面２６ａに当接
することがある。移行面は円錐形の拡大部２０へ続いて
いる。これは手で組立てるときに、または自動ねじ込み
の際に自動ねじ込み装置が十分に精確に作業しない場合
に意図せずに起ることがある。この場合にも図２による
第１の実施例で述べられたように切欠２５が設けられて
おり、切欠は端面の始端部３０から出発し、かつみぞ形
式に部材１２ａを貫通し、かつら旋みぞ２２ａと交差し
ている。

【００２８】既に図２による第１の実施例で述べた様
に、部材１２ａも縦軸線内に袋孔２８を有していてよ
く、したがって袋孔２８に続いて破断プレート２７が残
される。かかる破断プレート２７の利点は図２の実施例
との関係で述べられた。

【００２９】本発明によるピストン形蓄圧器の第３の実
施例が図６に示されている。この実施例では図３による
部材１２ａが使用されている。配属の壁４ｂには同様に
孔２１ａが存在している。この孔２１ａから半径方向に
ねじ山２１ａが延びている。このねじ山３５ａは例えば
図４に示されたねじ山３５と同じプロフィールを有して
いてよい。本発明による形式において、ここで使用され
ているねじ山３５ａはねじ山３５とは異なり一様なピッ
チを有していないことが異なっている。ねじ山３５ａの
各ワインディングは異なるワインディング間隔Ａ１，Ａ
２および場合によりＡ３等を有している。例えば各ワイ
ンディングのピッチはそれぞれ約５％より大きいように
選択されている。ねじ山３５ａの異なるワインディング
間隔は部材１２ａのねじ山３５ａへのねじ込みを難しく
するが、本発明によって望まれた形式でこれにより部材
１２ａをねじ山３５ａから回し外すのに必要であるよう
な回転抵抗も増大せしめられる。したがって異なるワイ
ンディング間隔の使用は運転中に部材１２ａが壁４ｂか
ら抜けるのを防ぐ改善された安全手段を与える。ねじ山
３５ａのこのような構成は、例えば熱可塑性プラスチッ
クから射出成形された部材１２ａが例えばこのピストン
形蓄圧器の運転中の避けられない温度交代の結果射出過
程によって達成した寸法を失うといった事情を配慮すれ
ば特に有利である。部材１２ａは本発明による形式に構
成されたねじ山３５ａ内に存在しているので、この部材
１２ａは周面の領域においてねじ山３５ａに関してネガ
に対するポジのように適合する形状を取る傾向がある。
次いで部材１２ａの避けられない冷却、ひいてはこの部
材の収縮が起きると、部材１２ａとねじ山３５ａの異な
るワインディング間隔の結果常に部材１２ａの望ましく
ない相対回動と部材１２ａの壁４ｂからの抜落ちに対し
て十分な安全手段が存在する。

【００３０】本発明によるピストン形蓄圧器の図７に示
された実施例は円筒形の壁４ｃ内にねじ山３５ｂを有し
ており、このねじ山の半径方向の寸法は移行面２６ａの
領域においては円筒形の壁の外側の周面の領域における
よりも大きい。例えばねじ山３５ｂは、狭い通路区分１
１ａに向かって拡大して寸法２Ｂの開角を持つ仮想基準
円錐形で終わっている。部材１２ａを回し入れる際には
先ず比較的深い、ら旋形のみぞ３６ａが生じる。使用プ
ラスチック、例えばポリアミド６の弾性の結果このみぞ
３６ａのこの深さはより大きな半径方向の寸法を有する
ねじ山３５ｂの領域では失われる。その結果部材１２ａ
は、ら旋状のみぞ３６ａが変形抵抗に抗して変形せしめ
られ、かつ深められた場合にのみ回し外すことができ
る。ピストン形蓄圧器の通常の運転中は変形抵抗を上回
る回転力が部材１２ａに作用することはないので、特に
紛失は良好に防止する部材１２ａとねじ山３５ｂとの間
に延びたら旋形の通路１１ｂはしたがって半径方向に異
なる寸法を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるピストン形蓄圧器の第１実施例の
縦断面図である。

【図２】図１のピストン形蓄圧器の部分縦断面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例の部分図である。

【図４】図３の部分をピストン形蓄圧器と一緒に示した
図である。

【図５】同じ実施例の別の組立状態を示した図である。

【図６】本発明の第３実施例の部分図である。

【図７】本発明の第４実施例の部分図である。

【符号の説明】

２ ピストン形蓄圧器 ３ シリンダ ４，４ａ，４ｂ，２７ 壁 ５ 端壁 ６ 蓋 ７ ピストン ８，９ シール装置 １０ くびれ部 １１ 通路 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１
１ｇ 通路区分 １２，１２ａ 部材 １３ シールリング １４ 上方部分 １５ ガス室 １６ 下方部分 １７ 液体室 １８ 中間室 １９，２１，２１ａ 孔 ２０ 拡大部 ２２ ら旋みぞ ２３ リブ ２４ 縁フランジ ２５ 切欠 ２６ 移行面 ２８ 袋孔 ２７ 破断プレート ３０ 始端部 ３１ 軸部 ３２ 頭部 ３４ 付加部 ３５，３５ａ，３５ｂ ねじ山 ３６ みぞ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン形蓄圧器であって、シリンダと
   蓋とシリンダ内を摺動可能なピストンとが設けられてお
   り、ピストンの両端部にシール装置が設けられていてシ
   リンダをガス室と液体室とこれらの間に位置する中間室
   とに分割しており、中間室が半径方向においてピストン
   とシリンダの壁とによって制限されており、かつこの壁
   を貫通した通路が設けられており、通路が環状の中間室
   とピストン形蓄圧器の周囲の大気とを接続している形式
   のものにおいて、通路（１１）が少なくともその全長の
   一部分（１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ）においてら
   旋形に延びていることを特徴とする、ピストン形蓄圧
   器。
2. 【請求項２】 通路（１１）のら旋形に延びた部分（１
   １ｄ）がシリンダ（３）の壁（４）の円筒形の孔（２
   １）と摩擦接続によって固定された延性材料製の部材
   （１２）との間にあり、この部材の周面にねじ山の形式
   によって延びたら旋みぞ（２２）が形成されている、請
   求項１記載のピストン形蓄圧器。
3. 【請求項３】 部材（１２）がピストン形蓄圧器（２）
   の縦軸線に向いた始端部に横方向に延びていて、軸方向
   に開いたみぞ状の切欠（２５）を有しており、切欠がら
   旋みぞ（２２）と少なくとも１度交差しており、かつピ
   ストン形蓄圧器（２）の中間室（１８）の側で孔（２
   １）にこの孔（２１）よりも狭い孔（１９）が続いてお
   り、この孔が中間室（１８）に開口している、請求項２
   記載のピストン形蓄圧器。
4. 【請求項４】 部材（１２）がシリンダ（３）の壁
   （４）から距離を置いたところに半径方向に突出した縁
   フランジ（２４）を有している、請求項２または３記載
   のピストン形蓄圧器。
5. 【請求項５】 シリンダの壁（４ａ）に狭い孔（１９）
   とこれよりも広い孔（２１）とを有する段付き孔が設け
   られており、広い方の孔（２１ａ）がねじ山（３５）を
   有しており、ねじ山（３５）内へ延性材料製の部材（１
   ２ａ）が摩擦抵抗の克服下に回し入れられており、部材
   の軸部（３１）の外径がねじ山（３５）の外径よりも、
   これらの直径差の半分がら旋形に延びた通路区分（１１
   ｅ）の半径方向の寸法を与える程度小さい、請求項１記
   載のピストン形蓄圧器。
6. 【請求項６】 部材（１２ａ）がピストン形蓄圧器の縦
   軸線に向いた端部にピン様の付加部（３４）を有してお
   り、かつここから始まるら旋みぞ（２２ａ）を有してお
   り、そのピッチがねじ山（３５）のピッチに適合せしめ
   られている、請求項５記載のピストン形蓄圧器。
7. 【請求項７】 ら旋みぞ（２２ａ）が２よりも少数のワ
   インディングを有し、かつねじ山（３５）が２よりも多
   数のワインディングを有している、請求項６記載のピス
   トン形蓄圧器。
8. 【請求項８】 部材（１２ａ）がピストン形蓄圧器の縦
   軸線に向いた付加部（３４）にみぞ状の切欠（２５）を
   有しており、切欠がら旋みぞ（２２ａ）と少なくとも１
   度交差しており、かつ孔（２１）からねじ山（３５）が
   中間室（１８）の方向に延びており、上記の孔（２１）
   により小さな直径を持つ孔（１９）が続いていて中間室
   （１８）へ開口している、請求項６または７記載のピス
   トン形蓄圧器。
9. 【請求項９】 部材（１２ａ）がねじ頭（３２）を有し
   ている、請求項５から８までのいずれか１項記載のピス
   トン形蓄圧器。
10. 【請求項１０】 ねじ山（３５）のワインディングが異
    なる相互距離（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を有している、請求
    項５記載のピストン形蓄圧器。
11. 【請求項１１】 ほぼ５％の、ワインディングからワイ
    ンディングまでのピッチ量の差が設けられている、請求
    項１０記載のピストン形蓄圧器。
12. 【請求項１２】 ねじ山（３５ｂ）のワインディングが
    孔（２１ａ）の縦軸線から変化する半径方向距離を置い
    て延びている、請求項５記載のピストン形蓄圧器。
13. 【請求項１３】 部材（１２，１２ａ）がその縦軸線に
    沿って袋孔（２８）を有しており、かつ袋孔（２８）に
    続いて破断プレート（２７）が配置されている、請求項
    １から１２までのいずれか１項記載のピストン形蓄圧
    器。