活塞式蓄存器的制作方法

1.本发明涉及一种活塞式蓄存器。


背景技术：

2.de 102 48 823 a1公开了一种形式为活塞式蓄存器的液压蓄存器，所述液压蓄存器具有能在蓄存器壳体中沿其轴向方向运动的将储存器壳体的气体侧与流体侧分开的活塞，在该活塞的圆周上存在为了与储存器壳体的壁共同作用而设的引导元件以及多个密封元件，其中，在轴向方向上与引导元件错开地，在活塞的位于这些引导元件之间的圆周区段中设置有压力平衡通道，该压力平衡通道在流体侧和活塞圆周上的空间之间形成流体路径，该空间位于最靠近流体侧的引导元件和在轴向方向上紧跟着的密封元件之间，其中，在压力平衡通道中设置有形式为孔板或喷嘴的减小其通过横截面的装置。
3.已知的解决方案基于以下考虑，即，可能包含在位于流体侧上的液压油中的污物颗粒同样负面地影响液压蓄存器的长期行为，如在活塞圆周和蓄存器壳体的内壁之间的密封和引导系统的运行行为。通过分离活塞中的压力平衡通道克服了上述问题，因为在运行中出现的活塞运动时在引导元件上不再出现压力差并且因此也不产生可能被污物颗粒加载的体积流。此外，由于压力平衡通道的通过横截面经由孔板或喷嘴减小，因此确保仅小的流体体积参与相应的压力平衡的过程。
4.现在在实践中已经表明，在这里提到的具有用于分离活塞的双密封系统的液压气动活塞式蓄存器中，在运行中在两个密封件或者说密封系统之间出现压力升高，所述压力升高达到蓄存器的最大运行压力或通过所谓的泵效应甚至可能超过该最大运行压力。因此，便可能出现不同的效果(例如运行噪声)和密封系统的挤压直至活塞夹紧。这样出现的问题利用根据de 102 48 823 a1的不同作用的压力平衡通道消除不了。


技术实现要素：

5.从该现有技术出发，本发明所基于的任务是，如下地进一步改进已知的活塞式蓄存器解决方案，使得不会出现具有其不期望的作用的上述压力升高。
6.这方面的任务通过如下所述特征的活塞式蓄存器在其整体上解决。
7.根据本发明，所述活塞式蓄存器具有蓄存器壳体和在该蓄存器壳体中可纵向移动地引导的分离活塞，所述分离活塞将两个介质室彼此分离并且所述分离活塞具有双密封系统，所述双密封系统的一个密封系统面向所述两个介质室中的一个介质室并且另一个密封系统面向所述两个介质室中的另一个介质室，在双密封系统的所述一个密封系统和所述另一个密封系统之间，平衡装置至少部分地容纳在分离活塞中，所述平衡装置为避免在运行期间不期望的压力升高而能实现在所述一个密封系统和所述另一个密封系统之间的流体静力学压力平衡，其中，所述平衡装置容纳在所述分离活塞的环形槽中并且由环绕的密封环形成，所述密封环利用两个突出的环段而与所述蓄存器壳体的内侧贴靠，所述两个突出的环段在它们自身之间限定环形腔，该环形腔通过至少一个平衡通道而与所述密封环的内
侧以引导介质的方式连接地从所述密封环出来。由此不会出现具有所描述的不利效果的不期望的压力升高。
8.更确切地说，根据本发明的平衡装置在所述一个密封系统和所述另一个密封系统之间允许，在面向具有工作气体的所述一个介质室的所述一个密封系统之间的压力升高的区朝向在该平衡装置与所述另一个密封系统之间的压力降低的区经历压力平衡，该另一个密封系统面向具有通常液压油形式的液体的所述另一个介质室。与根据de 102 48823 a1的已知解决方案相反，在液体侧的引导元件上没有为了避免污物颗粒侵入而消除压力差，而是在双密封系统的所述一个和所述另一个密封系统之间引起真正的流体静力学压力平衡，所述一个和所述另一个密封系统朝向分离活塞的两个端部区域位于分离活塞的两个引导系统之间。因此，通过流体静力学压力平衡，在运行中不再出现不允许高的压力升高，从而同样避免噪声形成以及密封件的挤压和/或分离活塞在蓄存器壳体中的夹紧。
9.在压力升高区中的流体也对于面向分离活塞的具有工作气体的那侧的密封系统引起改善的流体润滑，当代替良好润滑的液体(如液压油)使用具有与之相比明显降低的润滑能力的含水的液体(如hfc) 时，这尤其起作用。
10.在一个优选的实施例中规定，平衡装置容纳在分离活塞的环形槽中并且由环绕的密封环形成，该密封环利用两个突出的环段沿着蓄存器壳体的内侧贴靠，这两个突出的环段在它们之间限定环形腔，该环形腔经由至少一个平衡通道而与密封环的内侧以引导介质的方式连接地从密封环出来。优选地，压力升高的区位于面向所述一个介质室的所述一个密封系统和平衡装置之间，并且可能的压力降低的区位于该平衡装置和面向所述另一个介质室的所述另一个密封系统之间。优选地，平衡装置的作用方式类似于具有节流作用的止回阀，该止回阀从其关闭位置出发朝向具有液体的所述另一个介质室打开。以这种方式实现了流体侧的密封连同压力卸载功能并且还有对于分离活塞相对于蓄存器壳体的气体侧密封的令人惊奇更好的润滑。
11.在另一优选的实施例中规定，在分离活塞上环绕的密封环在其内侧上支撑在环绕的支撑环上，所述支撑环一起容纳在分离活塞的环形槽中。
12.在另一优选的实施例中规定，密封环的相应的平衡通道从环形腔出发以大约30
°
至50
°
、优选40
°
的假想的倾斜角到支撑环并且朝向活塞内部向限定所述另一个介质室的那侧倾斜。由此便利了流体流入到通道中，这便利了在不同的密封系统的所述三个密封环之间的压力的所期望的补偿。该密封设计允许最少的液体转移到密封件之间的中间室中；然而确保安全地降低在这些密封件之间升高的压力。就此而言，利用根据本发明的活塞式蓄存器也实现了，利用分离活塞行驶更高的速度。
13.在另一优选的实施例中规定，所述密封环的与所述一个介质室相邻的所述两个突出的环段中的一个环段与所述蓄存器壳体的内壁形成与所述两个突出的环段中的另一环形区段的后续的贴靠面相比更小的贴靠面，所述后续的贴靠面优选构造成球状的。
14.在另一优选的实施例中规定，所述环绕的密封环的环形腔在横截面中观察是梯形的。
附图说明
15.下面根据附图更详细地阐述根据本发明的活塞式蓄存器。在此，以原理上的并且
未按比例的图示出：
16.图1示出根据本发明的活塞式蓄存器的示意性简化的纵剖视图，为了简单起见，该纵剖视图示出了没有引导、密封和平衡装置的分离活塞；
17.图2示出了在活塞式蓄存器中被引导的分离活塞的相对于图1放大的局部剖视图，为了简单起见，示出了没有平衡装置的所述分离活塞，所述平衡装置作为一种空位否则容纳在所示的位置保持器中；且
18.图3示出了相对于图2放大的局部剖视图，带有代替根据图2的位置保持器容纳在分离活塞中的平衡装置。
具体实施方式
19.图1示出了根据本发明的活塞式蓄存器，其具有蓄存器壳体4和在所述蓄存器壳体中可纵向移动地被引导的分离活塞10，该蓄存器壳体具有沿着其纵轴线6延伸的圆柱形的内部空间8。分离活塞10在蓄存器壳体4中将一个介质室12与另一个介质室14分离并且具有双密封系统16(图2)。双密封系统16的一个密封系统18最靠近所述一个介质室12，并且双密封系统16的另一个密封系统20最靠近所述另一个介质室14。在这两个密封系统之间，一平衡装置22(图3)至少部分地容纳在分离活塞10中。为了避免在运行期间不期望的压力升高，平衡装置22能够实现在这两个密封系统18、20之间的流体静力学压力平衡。
20.圆柱形的蓄存器壳体4在其一个端部21处通过一借助翻边24固定的端部嵌件26封闭，该端部嵌件具有同心布置的气体填充接口28，通过该气体填充接口能够用低于预填充压力的工作气体30填充由嵌件26共同限定的所述一个介质室12。在相反的端部31处，蓄存器壳体4通过另一端部嵌件32封闭，该另一端部嵌件同样借助于翻边24 固定并且具有用于液压回路的在图中未示出的流体引导部的中央开口 34。每个端部嵌件26、32在其外周上具有环形槽36，在所述环形槽中设置有密封环38，所述密封环将相应的端部嵌件26、32相对于蓄存器壳体4密封。所述一个介质室12包含氮气作为工作气体30，而所述另一个介质室14包含液压油42形式的液体40。
21.分离活塞10在其两个自由端部区域上分别借助一个环绕的引导带44、52(图2)在蓄存器壳体4中基本上被引导。引导带44、52 分别容纳在分离活塞10的外周48上的一个环绕的环形槽46中，在所述环形槽之间设置有所述双密封系统16。因此，所述一个密封系统18 朝向液体室14相对于其中一个引导带44沿轴向错开地容纳在分离活塞的外周48上的一个环形槽50中，并且所述另一个密封系统20朝向气体室12相对于另一个引导带52沿轴向错开地容纳在分离活塞的外周48上的一个环形槽50中，其中，所述一个密封系统18和所述另一个密封系统20此外在轴向上彼此间隔开。平衡装置22也容纳在分离活塞的外周48上的一个环形槽58中，所述平衡装置可被视为一种环绕的密封环56并且设置在这两个密封系统18、20之间。
22.在分离活塞10中引入外周48上的用于容纳平衡装置22的环形槽 58关于分离活塞10的轴向长度设置在其中间区域60中，优选居中地设置在分离活塞10的两个自由的彼此对置的端侧62、64之间。设置在分离活塞的外周48上的用于平衡装置22、相应的密封系统18、20 和相应的引导带44、52的环形槽46、50、58在横截面方面构造为具有彼此垂直的壁66、68的多边形。在此，用于引导带44、52和最靠近气体室12的密封系统18的环形槽46、50具有槽
底66，所述槽底沿轴向方向观察比其环形的侧壁68沿径向方向观察的高构造成更宽的。与此相反，用于平衡装置22和最靠近液体室14的密封系统20 的环形槽50、58具有环形的侧壁68，所述侧壁沿径向方向观察比其槽底66沿轴向方向观察的宽更高。
23.平衡装置22的密封环56具有两个突出的环段70、72，所述环段为了相对于液体室14密封气体室12而与蓄存器壳体4的内壁74贴靠。环段70、72在它们之间限定环形腔76，所述环形腔通过至少一个平衡通道78而与密封环56的内侧80以引导介质的方式连接地从密封环 56出来到用于容纳平衡装置22的环形槽58中。
24.压力升高的区82位于最靠近气体室12的所述一个密封系统18 与平衡装置22之间。可能的压力降低的区84位于平衡装置22和最靠近液体室14的所述另一个密封系统20之间。平衡装置22的作用方式大致类似于具有节流作用的止回阀，该止回阀从其关闭位置出发朝向液体腔14打开。
25.平衡装置22的在分离活塞10上环绕的密封环56在其内侧80上支撑在环绕的支撑环86上，该支撑环一起容纳在用于平衡装置22的环形槽58中。支撑环86构造为弹性体o形环并且用作平衡装置22 的密封环56的预紧元件。平衡装置22的包围o形环的密封环56优选由ptfe(聚四氟乙烯)材料形成，但替代地也可以由热塑性材料或pu(聚氨酯)材料形成。双密封系统16的密封环18、20同样由这些材料中的一种材料形成。
26.借助于平衡装置22的密封环56结合支撑环86形成的在这两个介质室12、14之间经由分离活塞10连同蓄存器壳体4的密封结构的突出优点在于高的密封作用、没有粘滑效应的小的摩擦、最小的分离力和高的耐磨性以及耐温性。
27.在用于平衡装置22的环形槽58的沿径向方向延伸的侧壁68与相应的被引入到密封环56中的通道78之间的角度为大约40
°
，其中，通道78从环形腔76出发朝向活塞内部、即朝向支撑环86倾斜于径向方向延伸地向活塞10的一同限定液体室14的那个端侧64倾斜。代替在图3中示出的单个通道78，也可在平衡装置22的密封环56中引入多个通道，但也可以引入其他的中断部，例如穿孔。优选地，这些通道便相对于蓄存器的纵轴线6在直径上彼此对置地布置。
28.平衡装置22的密封环56的构造成密封唇状的并且与具有工作气体30的室12相邻的所述一个环段70与蓄存器壳体4的内壁74形成比构造成球形的并且与液体室14相邻的所述另一个环段72的随后的贴靠面更小的贴靠面。通过所述一个环段70和所述另一个区段72一同限定的环形腔76的横截面构造成梯形的。
29.在根据本发明的解决方案的意义上，具有三个彼此独立工作的具有密封环18、20、56的密封系统16、22的分离活塞10也允许对在蓄存器壳体4中通过分离活塞10彼此分离的介质室12、14进行其他的填充，即除了气体/液体之外还有液体/液体、气体/气体或液体/气体。通过简单地转换引导压力的通道78的方向，压力平衡功能可以如上面所描述的那样反转。