WO2017157501A1

WO2017157501A1 - Speichervorrichtung und hydropneumatische federung

Info

Publication number: WO2017157501A1
Application number: PCT/EP2017/000145
Authority: WO
Inventors: Norbert Weber
Original assignee: Hydac Technology Gmbh
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US10648487B2; US20190048897A1; DE102016003153A1; CN108779785A; CN108779785B; EP3430272A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung (10), bestehend aus mindestens zwei zu einer Baueinheit (12) zusammengefassten Speichereinrichtungen (14, 16), die unabhängig voneinander eigene Speicherkennlinien (18, 20), insbesondere aufgrund von unterschiedlichen Vorspanndrücken, aufweisen, wobei die jeweiligen Speicherkennlinien (18, 20) zusammengefasst eine Gesamt-Speicherkennlinie (22) ergeben, gemäß der ein Fluid in die Baueinheit (12) speicherbar und aus dieser abrufbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein hydropneumatisches Federungssystem (24) mit einer solchen Speichervorrichtung (10).

Description

Speichervorrichtung und hydropneumatische Federung

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung und eine hydropneumatische Federung mit einer solchen Speichervorrichtung.

Derartige Speichervorrichtungen sind im Stand der Technik beispielsweise durch die DE 10 2012 009 668 B3 bekannt. Bei dieser Speichervorrichtung sind in einem Speichergehäuse zwei Speichereinrichtungen in Form eines Doppelkolbenspeichers angeordnet, bei dem die Kolben über eine Kolbenstange miteinander gekoppelt sind. Die Speichereinrichtungen unterscheiden sich hinsichtlich des vorherrschenden Druckniveaus. Deshalb wird die eine Speichereinrichtung als Niederdruckspeicher und die andere Speicher- einrichtung als Hochdruckspeicher bezeichnet. In einer derartigen Speichereinrichtung kann eine Hydraulikflüssigkeit unter einem hohen Druck eingespeichert und wieder abgerufen werden.

Seitens der Praxis besteht die Anforderung, die Speicherkennlinie der Speichervorrichtungen möglichst optimal an einen jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Beispielsweise werden Flurförderfahrzeuge in verschiedenen Lastzuständen gefahren. Bei Leerfahrten ist die Belastung relativ gering, während sie nach Aufnahme einer Last wesentlich erhöht ist. In beiden Lastbereichen soll ein Federungssystem mit einer Speichervorrichtung eine Federung ermöglichen, die einen sicheren Betrieb des Flurförderfahrzeugs ohne Beschädigung der Nutzlast während der Fahrt und bei angemessenem Komfort für den Fahrer sicherstellt.

Der Erfindung liegen daher die Aufgaben zugrunde, eine verbesserte Speichervorrichtung und eine hydropneumatische Federung mit einer solchen Speichervorrichtung aufzuzeigen, die eine Speicherkennlinie aufweisen, die an zumindest zwei Lastbereiche optimal angepasst ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Speichervorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Speichervorrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Aufgabe wird ferner durch eine hy- dropneumatische Federung mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, bestehend aus mindestens zwei zu einer Baueinheit zusammengefassten Speichereinrichtungen, die unabhängig voneinander eigene Speicherkennlinien, insbesondere aufgrund von unterschiedlichen Vorspanndrücken, aufweisen, wobei die jeweiligen Speicherkennlinien zusammengefasst eine Gesamt-Speicher- kennlinie ergeben, gemäß der ein Fluid in die Baueinheit speicherbar und aus dieser abrufbar ist. Es können als Fluide sowohl Gase als auch Flüssigkeiten in der Speichervorrichtung gespeichert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung ist die Speichercharakteris- tik vorteilhaft an verschiedene Lastbereiche anpassbar. Jede einzelne der Speichereinrichtungen kann optimal auf einen Lastbereich eingestellt werden. Die Speichereinrichtungen wirken unabhängig voneinander und sind nicht mechanisch starr gekoppelt. Durch die Zusammenfassung der Speichereinrichtungen in dem gemeinsamen Gehäuse ergänzen sich die Spei- chereinrichtungen, so dass sich eine Gesamt-Speicherkennlinie ergibt, gemäß der das Fluid in die Baueinheit speicherbar und abrufbar ist. Auf diese Weise wird bei kompakter und kostengünstiger Bauweise eine hoch effizi- ente und langlebige Speichervorrichtung bereitgestellt, die für mindestens zwei Lastbereiche optimiert ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bildet jede der Speichereinrichtungen einen Druckspeicher, insbesondere einen Hydrospeicher, dessen Trennelement jeweils zwei Medienräume voneinander separiert. Die Speichereinrichtungen sind in einem gemeinsamen Speichergehäuse unter Bildung der Baueinheit aufgenommen. Auf diese Weise können die Speichereinrichtungen in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung im gleichen Speichergehäuse angeordnet werden. Dies ist möglich, weil ein Trennelement vorteilhaft auch so angeordnet werden kann, dass es mehr als zwei Medienräume voneinander trennt. Auf diese Weise lassen sich bedarfsabhängig komplexe, aber auch einfache Speicherkennlinien der Speichervorrichtung ausbilden. Diese können auch mehr als zwei Lastbereiche und unterschiedliche Verläufe, beispielsweise flacher oder steiler, in den jeweiligen Lastbereichen aufweisen.

Das jeweilige Trennelement kann ein Trennkolben einer als Kolbenspeicher ausgebildeten Speichereinrichtung sein. Kolbenspeicher lassen sich besonders kostengünstig herstellen und zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus. Darüber hinaus haben die Speicherkennlinien von Kolbenspei- ehern einen besonders kontinuierlichen, einfach zu berechnenden, expo- nentiellen Verlauf ohne Diskontinuitäten.

Vorteilhaft sind einer der Trennkolben an der Innenseite des Speichergehäuses und der in der Reihe nachfolgende weitere Trennkolben an der Kolbenwand des vorangehenden Trennkolbens längsbewegbar geführt. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders bauraumsparende Ausführung der Speichervorrichtung. Zudem können kostengünstig herstellbare Drehteile verbaut werden. Die Ausführung in Form von ineinander angeordneten Trennkolben ermöglicht es, auch höchste Drücke bis zum Beispiel 450 bar in der Speichervorrichtung zu speichern. Zwischen zwei benachbarten Trennkolben kann ein erster der Medienräume mit einem kompressiblen Medium gebildet sein. Einer der Trennkolben kann innerhalb des Speichergehäuses einen weiteren der Medienräume mit einem inkompressiblen Medium begrenzen. Der andere Trennkolben kann einen dritten der Medienräume mit einem weiteren kompressiblen Medium begrenzen. Auf diese Weise lassen sich mit zwei Trennkolben drei Medienräume innerhalb des Speichergehäuses bilden. Von diesen können zwei mit einem kompressiblen Medium, insbesondere einem Arbeitsgas, wie Stickstoff (N2), befüllt werden. Mit Vorteil ist der an der Innenseite (bzw. Innenwand) des Speichergehäuses geführte Trennkolben als Hohlzylinder ausgebildet, dessen freier Innenraum von einer Trennwand durchgriffen ist. Die Trennwand kann endseitig des Hohlzylinders oder auch in einem mittleren Bereich desselben angeordnet sein. Sie kann dort lösbar, beispielsweise mit mindestens einem Si- cherungsring insbesondere Seegerring, oder unlösbar, beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder Löten, festgelegt sein.

Der innerhalb des einen Trennkolbens geführte weitere Trennkolben kann eine durch die Trennwand des einen Trennkolbens gebildete Anschlagstelle haben. Hierbei wird eine etwaige Befestigung der Trennwand als Teil der- selben angesehen. Auf diese Weise kann der weitere Trennkolben an dem einen Trennkolben zur Anlage gebracht werden, so dass sich ein Übergang der Gesamt-Speicherkennlinie ergibt. Die Speichereinrichtung, die maximal komprimiert ist, wird dann bei über den Maximaldruck hinausgehenden Drücken vorteilhaft wirkungslos. Der Trennkolben mit seiner einen Trennwand kann eine größere mit Druck beaufschlagbare Querschnittsfläche aufweisen als der in der Reihe nachfolgende Trennkolben. Die mit Druck beaufschlagte Querschnittsfläche ist neben dem Vorspanndruck entscheidend für die Charakteristik der Speicherkennlinie. Bei einer größeren Querschnittsfläche muss ein geringerer Vorspanndruck im jeweiligen Medienraum mit dem kompressiblen Medium bereitgestellt werden. Größere Querschnittsflächen ermöglichen zudem den Betrieb der Speichervorrichtung bei höheren Betriebsdrücken.

Bevorzugt weist jeder der mit einem kompressiblen Medium gefüllten Me- dienräume eine eigene Speicherkennlinie auf, insbesondere in Abhängigkeit von seinem Volumen und seinem Vorspanndruck. So ist es möglich, den Vorspanndruck an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. In die Medienräume können unterschiedliche Vorspanndrücke eingebracht werden, sie können aber auch gleiche Vorspanndrücke aufweisen. Es ist zudem vorstellbar, die Vorspanndrücke dynamisch anzupassen, beispielsweise durch den wahlweisen Anschluss weiterer Druckspeicher oder durch eine gezielte Temperierung.

Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung kann insbesondere bei Flurförderfahrzeugen als Teil einer Federung verbaut werden. Dementsprechend umfasst die Erfindung auch eine hydropneumatische Federung mit mindestens einem Federungszylinder, der mit unterschiedlichen Lasten beaufschlagbar ist, wobei ein Arbeitsraum des Federungszylinders medienführend an einen Medienraum für ein inkompressibles Medium der Speichervorrichtung angeschlossen ist. Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines hydropneumatischen Federungssystems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch eine erfindungsgemäße Speichervorrichtung; und Fig. 3 bis 7 Graphen der Speicherkennlinien von zwei Speichereinrichtungen und einer resultierenden Gesamt-Speicherkennl inie bei unterschiedl ichen Vorspanndrücken.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemä- ße Speichervorrichtung 10 bestehend aus zwei zu einer Baueinheit 1 2 zu- sammengefassten Speichereinrichtungen 14, 16 gezeigt, die unabhängig voneinander eigene Speicherkennlinien 1 8, 20, insbesondere aufgrund von verschiedenen Vorspanndrücken, aufweisen, wobei die jeweiligen Speicherkennlinien 18, 20 zusammengefasst eine Gesamt-Speicherkennlinie 22 ergeben (vgl. Fig. 3 bis 7), gemäß der ein Fluid in die Baueinheit 1 2 speicherbar und aus dieser wieder abrufbar ist.

In der Fig. 1 ist in Ergänzung dazu eine hydropneumatische Federung 24 beispielsweise für ein Flurförderfahrzeug mit mindestens einem Federungszylinder 26, der mit unterschiedlichen Lasten M beaufschlagbar ist, gezeigt. Ein Arbeitsraum 28 des Federungszylinders 26 ist medienführend an einen Medienraum 30 für ein inkompressibles Medium wie Hydrauliköl der Speichervorrichtung 10 angeschlossen.

Die Speichervorrichtung 10 weist ein Speichergehäuse 32 auf, das aus einem rohrförmigen hohlzylindrischen Teil 34 besteht, in das endseitig schei- benförmige Endstücke 36, 38 eingesetzt sind. Zur Abdichtung weisen die Endstücke 36, 38 Umfangsnuten 40 auf, in die Dichtringe 42 eingelegt sind. In dem in der Bildebene linken Endstück 36 ist ein Anschluss 44 für die Einleitung des in die Speichervorrichtung 10 zu speichernden Fl uids vorgesehen. Das Speichergehäuse 32 umgibt einen Innenraum 46, in dem die Speichereinrichtungen 14, 16 angeordnet sind. Die Speichereinrichtungen 14, 16 sind in Form von Hydrospeichern gebildet, die jeweils ein Trennelement 48, 50 aufweisen, die insgesamt drei Medienräume 30, 52, 54 voneinander separieren. Die Trennelemente 48, 50 sind als Trennkolben 56, 58 ausgebildet, so dass die Speichereinrichtungen 14, 16 als Kolbenspeicher ausgebildet sind.

Der Trennkolben 58 ist an einer Innenseite 60 des Speichergehäuses 34 längsbewegbar geführt. Dazu sind auf seiner Umfangsseite 62 drei Nuten 64 vorgesehen, wobei in die in axialer Richtung gesehen äußeren Nuten 64 Führungsringe 66 und in die mittlere Nut 64 ein Dichtungsring 68 eingelegt sind. Der an der Innenseite 60 des Speichergehäuses 34 geführte Trennkolben 58 ist als Hohlzylinder 70 ausgebildet, dessen freier Innenraum 72 von einer Trennwand 74 durchgriffen ist. Der eine Trennkolben 58 ist daher im gezeigten Längsschnitt H-förmig. Die Trennwand 74 ist lösbar im Hohlzylinder 70 durch zwei Sicherungsringe 76, beispielsweise in Form von Seegerringen, festgelegt. Die Sicherungsringe 76 sind in Innenumfangsnuten 78 des Hohlzylinders 70 eingesetzt. Die Trennwand 74 weist zur Abdichtung des einen Trennkolbens 58 eine Umfangsnut 80 auf, in die ein Dichtungs- ring 82 eingelegt ist.

Der in einer fiktiven Reihe gesehen nachfolgende weitere Trennkolben 56 ist an der inneren Kolbenwand 57 (Fig. 2) des in der Reihe von Kolben vorangehenden Trennkolbens 58 längsbewegbar geführt. Der weitere Trennkolben 56 ist topfförmig ausgebildet, wobei die Wand 84 des weiteren Trennkolbens 56 den innenliegenden Medienraum 52 teilweise begrenzt. Der Trennkolben 56 weist zwei Umfangsnuten 86 auf, wobei in der einen Nut 86 ein Führungsring 88 und in der anderen Nut 86 ein Dichtungsring 90 angeordnet ist.

Der innerhalb des einen Trennkolbens 58 geführte weitere Trennkolben 56 hat eine durch die Trennwand 74 des einen Trennkolbens 58 gebildete Anschlagstelle 92. Hierbei werden etwaige Festlegemittel 76 der Trennwand 74 als Teile derselben angesehen. Diese Anschlagstelle 92 bildet die in der Bildebene rechte Endlage des weiteren Trennkolbens 56 in dem einen Trennkolberi 58. Endseitig ist im Hohlzylinder 70 des einen Trennkolbens 58 ein weiterer Sicherungsring 94 vorgesehen, der eine zweite Anschlagstelle 96 für den weiteren Trennkolben 56 bildet und verhindert, dass sich der weitere Trennkolben 56 aus dem einen Trennkolben 58 herausbewegen kann. Es wäre denkbar, was jedoch nicht näher dargestellt ist, in der fiktiven Reihe von Trennkolben dem Trennkolben 56 unter Bildung weiterer Medienräume einen in ihm geführten Trennkolben nachfolgen zu lassen, um dergestalt eine Feinabstufung für die Kennlinie des Vorspanndruckes zu erhalten, wobei sich die gedachte Reihe von Kolben dann dem Grunde nach beliebig verlängern lässt. Zwischen den zwei benachbarten Trennkolben 56, 58 ist ein erster 52 der Medienräume mit einem kompressiblen Medium befüllt. Die Trennkolben 56, 58 begrenzen darüber hinaus einen weiteren 30 der Medienräume mit dem inkompressiblen Fluid. Der andere Trennkolben 58 begrenzt schließlich einen dritten 54 der Medienräume innerhalb des Speichergehäuses 32, der wiederum mit einem kompressiblen Medium befüllt ist. Bei den kompressiblen Medien handelt es sich insbesondere um gasförmige Medien, vorzugsweise in Form von Stickstoff (N2). Das inkompressible Medium ist eine Flüssigkeit, wie eine Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise ein Öl. Zur entsprechenden Anpassung der Vorspannungs-Kennlienie lassen sich die Medienräume 52 und 54 auch mit voneinander verschiedenen kompressiblen Medien befüllen, so dass sich unterschiedliche Federsteifigkeiten für die jeweils derart unterschiedlichen Gassäulen im jeweiligen Kolbenspeicherraum ergeben.

In dem dem Endstück 36 mit dem Anschluss 44 gegenüberliegenden End- stück 38 sowie in der Trennwand 74 des einen Trennkolbens 58 und/oder in einem Boden 98 des weiteren Trennkolbens 56 sind Kanäle 100, 102, 104, insbesondere in Form von Bohrungen, vorgesehen, in denen Einfüllventile 106, 108, 1 10 (Fig. 1) angeordnet sind. In den Einfüllstellen 106, 108, 1 10 lassen sich Füllventile in Form von Rückschlagventilen 1 12, 1 14, 1 16 (vgl. Fig. 2) einsetzen und mittels Verschlussschrauben (vgl. Fig. 1) und nicht näher dargestellten Dichtungen lassen sich die Einfüllstellen 106, 108, 1 10 hermetisch verschließen.

Der eine Trennkolben 58 mit seiner einen Trennwand 74 weist dabei eine größere, mit einem der Medien beaufschlagbare Querschnittsfläche A als der in der Reihe nachfolgende weitere Trennkolben 58 mit seiner Querschnittsfläche A2 auf.

Jeder der mit einem kompressiblen Medium befüllten Medienräume 52, 54 weist - unabhängig vom jeweils anderen Medienraum 54, 52 - eine eigene Speicherkennlinie, insbesondere in Abhängigkeit von seinem Volumen und seinem vorgebbarenVorspanndruck, auf.

Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung kann für die hydropneumati- sche Federung 24 verwendet werden, deren geforderte Funktion sich dem Grunde nach in zwei Lastbereiche unterteilen lässt. Hierfür lassen sich die beiden Speichereinrichtungen 14, 16 einsetzen, die im Volumen veränder- bare Medienräume 52, 54 mit jeweils einem kompressiblen Medium aufweisen. Der zwischen den Trennkolben 56, 58 gebildete erste Medienraum 52 arbeitet dabei bevorzugt in einem unteren Lastbereich, d.h. mit einem relativ gesehen geringen Vorspanndruck, während der dritte Medienraum 54 in der Regel in einem oberen Lastbereich arbeitet und deshalb einen demgegenüber höheren Vorspanndruck aufweist. Wird der maximale Betriebsdruck in dem ersten Medienraum 52 erreicht, kommt der weitere Trennkolben 56 an der Anschlagstelle 92 an der Trennwand 74 des einen Trennkolbens 58 in Anlage. Wird weiter Fluid unter einem noch höheren Druck in die Speichervorrichtung 10 eingespeichert, bewegt sich der eine Trennkolben 58 in der Bildebene der Fig. 1 und 2 nach rechts und verkleinert dabei das Volumen des dritten Medienraums 54. Die maximale Befüllung der Speichervorrichtung 10 mit Flüssigkeit (Öl) über den zweiten Medienraum 30 ist dann erreicht, wenn auch der eine Trennkolben 58 am in der Bildebene rechten Endstück 38 zur Anlage gelangt, was einen maxima- len Vorspanne! ruck auf der Gasseite der Speichereinrichtungen 14, 16 ergibt.

Durch die Einstellung der Vorspanndrücke in den Medienräumen 52, 54 können individuelle SpeicherkennÜnien der Speichereinrichtungen 14, 16 erzeugt werden, durch welche die Speichervorrichtung 10 in unterschiedlichen Lastbereichen mit einer jeweils eigenen Speichercharakteristik betrieben werden kann. Der Übergang zwischen den Vorspannungsdrücken der Speicherbereiche kann dabei vorzugsweise stetig, aber im Bedarfsfall auch unstetig, insbesondere mit einem Knick oder einem Sprung, ausgestaltet werden. Weist der dritte Medienraum 54 einen geringeren Vorspanndruck auf als der erste Medienraum 52 zwischen den Trennkolben 56, 58, kann ein größerer Hub und somit eine flachere Kennlinie realisiert werden.

Die Verläufe der Speicherkennlinien 18, 20 der einzelnen Speichereinrichtungen 14, 16 und der Gesamt-Speicherkennlinie 22 sind beispielhaft in Form von Graphen in den Fig. 3 bis 7 dargestellt. Auf der Abszisse ist jeweils das Volumen des in der Speichervorrichtung 10 im Medienraum 30 eingespeicherten Fluids, hier einer Flüssigkeit in Form von Hydrauliköl, in Litern dargestellt. Maximal können mit der gezeigten Speichereinrichtung 10 ca. 1,1 Liter Flüssigkeit im Raum 30 gespeichert werden. Auf der Ordi- nate ist der Speicherdruck in bar angegeben. Die angesprochenen Druckverläufe sind dabei bis maximal 300 bar wiedergegeben. Es versteht sich, dass sich Volumen- und Druckangaben auf lediglich ein spezielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung 10 beziehen und lediglich dazu dienen sollen, das der Erfindung zugrundeliegendes Prinzip zu erläutern. Das Volumen und die Druckangaben können an den jeweiligen Anwendungsfall der Speichervorrichtung angepasst werden, der nicht auf die Anwendung bei hydro-pneumatischem Federungssystem eingeschränkt zu sein braucht. In der Fig. 3 sind die Vorspanndrücke in den Medienräumen 52, 54 für das kompressible Medium mit 50 bar am Anfang zunächst gleich. Die Speicherkennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 des ersten Medienraumes 52 und die Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14 des dritten Medienraurnes 54 haben hiervon ausgehend mit zunehmender Befüllung des Medienraums 30 über die fluidseitige Beanspruchung des Federungszylinders 26 hervorgerufen durch die zu bewegende Last M jeweils einen exponentiellen Verlauf. Auf diese Weise ergibt sich eine Gesamt- Speicherkennlinie 22, die bis zu einem Druck von 100 bar dem Verlauf der Speicherkennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 folgt. Dieser Verlauf ergibt sich daraus, dass zunächst lediglich der weitere Trennkolben 56 durch das einströmende Fluid bewegt wird und das Medium im ersten Medienraum 52 komprimiert. Übersteigt der Druck des einströmenden Fluids 100 bar, kommt der weitere Trennkolben 56 mit der Trennwand 74 in An- läge. Ab diesem Druck wird dann die zweite Speichereinrichtung 14 komprimiert. Der Verlauf der Gesamt-Speicherkennlinie 22 oberhalb 100 bar entspricht daher dem Verlauf der Kennlinie der zweiten Speichereinrichtung 14, aber versetzt um ein Volumen von 0,3 Liter und um einen Druck von 50 bar. In der Fig. 4 ist zunächst die gleiche Ausgangssituation wie in Fig. 3 dargestellt: Beide Speichereinrichtungen 14, 16 weisen einen Vorspanndruck von 50 bar auf und die Speicherkennlinien 18, 20 der einzelnen Speichereinrichtungen 14, 16 haben den bekannten exponentiellen Verlauf. Zu Beginn folgt die Gesamt-Speicherkennlinie 22 ebenfalls dem Verlauf der Speicher- kennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 bis zu einem eingespeicherten Volumen von ca. 0,35 Litern und einem Druck von ca. 125 bar. An dieser Stelle tritt ein Sprung 1 18 auf, bei dem sich das eingespeicherte Volumen nicht ändert, sich aber der Druck bis auf 150 bar erhöht. Oberhalb dieses Drucks folgt der Verlauf der Gesamt-Speicherkennlinie 22 dem Ver- lauf der Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14, aber versetzt um ein Volumen von 0,35 Liter und einen Druck von 100 bar.

Das Diagramm der Fig. 5 ist gleich zu Fig. 3 und 4 in Bezug auf die Speich- erkennlinie 20 der zweiten. Speichereinrichtung 14. Der Unterschied zwi- sehen den Figuren besteht darin, dass der Vorspanndruck der ersten Speichereinrichtung 16 um 50 bar auf 100 bar erhöht ist. Die Speicherkennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 hat einen exponentiellen Verlauf, der aber gegenüber den Fig. 3 und 4 steiler ist. Dadurch, dass der Vorspanndruck der zweiten Speichereinrichtung 14 geringer als der Vorspanndruck _tder ersten Speichereinrichtung 16 ist, wird zuerst die zweite Speichereinrichtung 14 komprimiert, d.h. der eine Trennkolben 58 wird bewegt und das Volumen des dritten Medienraums 54 verkleinert sich. Die Position des weiteren Trennkolbens 56 relativ zum einem Trennkolben 58 ändert sich zunächst nicht. Dies bewirkt, dass der Verlauf der Gesamt-Speicherkenn- linie 22 zunächst dem Verlauf der Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14 folgt, bis der Druck des eingespeicherten Fluids den Vorspanndruck von 100 bar der ersten Speichereinrichtung 16 übersteigt. Ab diesem Druck wird auch die erste Speichereinrichtung 16 komprimiert, d.h. der weitere Trennkolben 56 bewegt sich relativ zum einen Trennkol- ben 58 und komprimiert den ersten Medienraum 52. Auf diese Weise ergibt sich ab einem Druck von 100 bar ein flacherer exponentieller Verlauf der Gesamt-Speicherkennlinie 22.

Das Diagramm der Fig. 6 unterscheidet sich von dem der Fig. 5 dadurch, dass der Vorspanndruck der ersten Speichereinrichtung 16 nochmals um 50 bar auf insgesamt 150 bar erhöht ist. Dies bewirkt, dass der Verlauf der Speicherkennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 steiler als in Fig. 5 ist. Der Vorspanndruck der zweiten Speichereinrichtung 14 ist unverändert. Dies bewirkt, dass der Verlauf der Gesamt-Speicherkennlinie 22 dem Verlauf der Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14 folgt, bis der Druck des eingespeicherten Mediums den Vorspanndruck der ersten Speichereinrichtung 16 übersteigt. Ab diesem Druck werden die erste Speichereinrichtung 16 und die zweite Speichereinrichtung 14 gemeinsam komprimiert, wodurch sich ein flacherer exponentieller Verlauf der Gesamt- Speicherkennlinie 22 gegenüber der Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14 ergibt. Dieser zweite Abschnitt 120 der Gesamt- Speicherkennlinie 22 endet bei einem Druck von ca. 220 bar, weil der weitere Trennkolben 56 an den ersten Trennkolben 58 anschlägt und der erste Medienraum 52 maximal komprimiert ist. Ab diesem Druck kann nur noch die zweite Speichereinrichtung 14 weiter komprimiert werden. Das bedeu- tet, dass der Verlauf der Gesamt-Speicherkennlinie 22 eine Unstetigkeit in Form eines Knicks 122 aufweist und ab diesem Druck von ca. 220 bar wieder einem exponentiellen Verlauf wie dem der Speicherkennlinie 20 der zweiten Speichereinrichtung 14 folgt.

Das Diagramm der Fig. 7 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 dadurch, dass der Vorspanndruck der zweiten Speichereinrichtung 14 um einen Betrag von 50 bar auf insgesamt 100 bar erhöht ist. Ansonsten weisen die Speicherkennlinien 18, 20 wieder einen exponentiellen Verlauf auf. Dieser Unterschied bewirkt, dass die Gesamt-Speicherkennlinie 22 zunächst dem Verlauf der Speicherkennlinie 18 der ersten Speichereinrichtung 16 folgt, bis der Druck des eingespeicherten Fluids den Vorspanndruck der zweiten Speichereinrichtung 14 übersteigt. Ab diesem Druck wird zusätzlich zur ersten Speichereinrichtung 16 auch die zweite Speichereinrichtung 14 komprimiert, so dass die Gesamt-Speicherkennlinie 22 ab Erreichen des Vorspanndrucks der zweiten Speichereinrichtung 14 einen flacheren exponentiellen Verlauf aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung 10 ist die Speichercharakteristik somit vorteilhaft an verschiedene Lastbereiche anpassbar. Jede einzelne der Speichereinrichtungen 10 kann optimal auf einen Lastbereich eingestellt werden. Durch die Zusammenfassung der Speichereinrichtungen 10 in dem gemeinsamen Gehäuse 32 ergänzen sich die Speichereinrich- tungen 14, 16, so dass sich eine Gesamt-Speicherkennlinie 22 ergibt, gemäß der ein Fluid in die Baueinheit 12 speicherbar und aus dieser abrufbar ist. Auf diese Weise wird bei kompakter und kostengünstiger Bauweise eine hoch effiziente und langlebige Speichervorrichtung 10 bereitgestellt, die für mindestens zwei Lastbereiche bei entsprechend angeschlossenem hydraulischen Verbraucher optimiert ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Speichervorrichtung, bestehend aus mindestens zwei zu einer Baueinheit (12) zusammengefassten Speichereinrichtungen (14, 16), die unabhängig voneinander eigene Speicherkennlin/en (18, 20), insbesondere aufgrund von unterschiedlichen Vorspanndrücken, aufweisen, wobei die jeweiligen Speicherkennlinien (18, 20) zusammen- gefasst eine Gesamt-Speicherkennlinie (22) ergeben, gemäß der ein Fluid in die Baueinheit (12) speicherbar und aus dieser abrufbar ist.

2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Speichereinrichtungen (12, 14) einen Druckspeicher bildet, dessen Trennelement (48, 50) jeweils zwei Medienräume (30, 52; 30, 52; 52, 54) voneinander separiert, und dass die Speichereinrichtungen (14, 16) in einem gemeinsamen Speichergehäuse (32) unter Bildung der Baueinheit (12) aufgenommen sind.

3. Speichervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Trennelement (48, 50) ein Trennkolben (56, 58) einer als Kolbenspeicher ausgebildeten Speichereinrichtung (14, 16) ist.

4. Speichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Trennkolben (58) an der Innenseite (60) des Speichergehäuses (32) und der in einer Reihe nachfolgende, weitere

Trennkolben (56) an der Kolbenwand (57) des vorangehenden Trennkolbens (58) längsbewegbar geführt ist.

5. Speichervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbart angeordneten Trennkolben (56, 58) ein erster (52) der Medienräume mit einem kompressiblen Medium gebildet ist, wobei einer der Trennkolben (52) innerhalb des Speichergehäuses (32) einen weiteren (30) der Medienräume mit einem inkompressiblen Medium begrenzt, und dass der andere Trennkolben (58) einen dritten (54) der Medienräume mit einem kompressäblen Medium begrenzt.

6. Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, dass der an der Innenseite (60) des Speichergehäuses (32) geführte Trennkolben (58) als Hohlzylinder (70) ausgebildet ist, dessen freier Innenraum (72) von einer Trennwand (74) durchgriffen ist.

7. Speichervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb des einen Trennkolbens (58) geführte weitere Trennkolben (56) eine durch die Trennwand (74) des einen Trennkolbens (58) gebildete Anschlagstelle (92) hat.

8. Speichervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Trennkolben (58) mit seiner einen Trennwand (74) eine größere mit Druck beaufschlagbare Querschnittsfläche (A1) aufweist als der in der Reihe nachfolgende Trennkolben (56).

9. Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, dass jeder der mit einem kompressiblen Medium gefüllten Medienräume (52, 54) eine eigene Speicherkennlinie (18, 20), insbesondere in Abhängigkeit von seinem Volumen und seinem Vorspanndruck, aufweist.

10. Hydropneumatische Federung mit mindestens einem Federungszylinder (26), der mit unterschiedlichen Lasten (M) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsraum (28) des Federungszylinders (26) medienführend an einen Medienraum (30) für ein inkompressibles Medium einer Speichervorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche angeschlossen ist.