(57)【要約】【課題】改善された動作挙動を特徴とする、特に油圧アキュムレータ等の圧力タンクを提供する。【解決手段】特に油圧アキュムレータ３、５等の圧力タンクにおいて、この圧力タンクは、圧力タンク内で、特に気体作動媒体である第１の媒体のためのタンク内の空間１１を、特に流体である第２の作動媒体のための空間から分離し、かつ変形しつつ移動可能であり、かつ環状縁端１３から延びているドーム状主分離面を画定する弾性分離要素１を有する。この分離要素は、フッ素プラスチック材料を有し、好適には全体がフッ素プラスチック材料からなる。【選択図】図１
2010516964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形しつつ移動可能であり、かつ特に気体作動媒体である第１の媒体のためのタンク内の空間（１１）を、特に流体である第２の作動媒体のための空間から分離し、かつ環状縁端（１３）から延びているドーム状主分離面を画定する弾性分離要素（１）を有する、特に油圧アキュムレータ（３、５）等の圧力タンクにおいて、
前記分離要素（１）がフッ素プラスチック材料を有し、好適には全体がフッ素プラスチック材料からなることを特徴とする圧力タンク。
【請求項２】
前記分離要素（１）がドーム状主分離面を画定し、前記ドームに対して内側にある側面に環状ビード状隆起部（１７、１９）が突出していることを特徴とする、請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
連続する前記隆起部（１７、１９）が、前記主分離面に沿って延びている平坦な壁部分（２３）によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項２に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記環状ビード状隆起部（１７、１９）の頂部が丸くなったドームを有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記環状ビード状隆起部が、外側に開いて前記主分離面に環状溝状くぼみ（２７）を形成する褶曲部（１７、１９）によって形成されることを特徴とする、請求項２〜４の１つに記載の圧力タンク。
【請求項６】
前記開いた端部から前記褶曲部（１７、１９）の頂部までその垂直軸（２５）に沿って測定された少なくとも１つの褶曲部（１７）の高さが他の褶曲部（１９）の高さと異なることを特徴とする、請求項５に記載の圧力タンク。
【請求項７】
前記環状縁端（１３）に最も近い前記第１の褶曲部（１７）が隣接する前記他の褶曲部（１９）より小さい高さを有することを特徴とする、請求項６に記載の圧力タンク。
【請求項８】
前記褶曲部（１７、１９）の高さが、前記褶曲部（１７、１９）の前記開いた端部で測定された、形成された前記環状溝状くぼみ（２７）の幅の少なくとも２倍大きいことを特徴とする、請求項６又は７に記載の圧力タンク。
【請求項９】
連続する前記褶曲部（１７、１９）の前記垂直軸（２５）が互いに小さな角度だけ傾斜していることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力タンク。
【請求項１０】
連続する前記褶曲部（１７、１９）の間に延びている前記平坦な壁部分（２３）が各々同じ壁厚さを有することを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１項に記載の圧力タンク。
【請求項１１】
前記環状縁端（１３）から最も近い前記第１の褶曲部（１７）まで延びている前記壁部分が、前記環状縁端（１３）上で最大値を有し、前記第１の褶曲部（１７）に向かって前記褶曲部（１７、１９）間の前記壁部分（２３）の壁厚さの値まで減少する壁厚さを有することを特徴とする、請求項９に記載の圧力タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形しつつ移動可能であり、特に気体作動媒体である第１の媒体のためのタンク内の空間を、特に流体である第２の作動媒体のための空間から分離し、かつ環状縁端から延びているドーム状主分離面を画定する弾性分離要素を有する、特に油圧アキュムレータ等の圧力タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧アキュムレータの形態のこの種の圧力タンクは、特許文献１で開示されている。ゴム状材料（アクリルニトリルブタジエンゴムのような合成ゴム）からなる弾性分離要素は、既知の油圧アキュムレータでは、変形しつつ移動可能であり、アキュムレータハウジング内で気体側を流体側から分離する膜を形成する。変形しつつ移動可能なこうした膜を有する油圧アキュムレータの動作挙動に対しては、２つの主要な要求が課されなければならない。一方では、気体の拡散を防止するため膜の不透過性が保証されなければならない。他方では、腐食性媒体の影響下でも維持される膜の対応する機械的特性、特に移動の容易さと繰り返し曲げ強度が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ国特許第２８５２９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の既知の油圧アキュムレータでは、これらの要求は部分的にしか満たされていない。ゴム状膜の不透過性を改善するために、既知のアキュムレータには、密接に連続して主分離面から突出する環状ビード状隆起部が存在する。隆起部によって平均的な壁の稠密度が増大するため、拡散不透過性は実際に増大するが、壁の厚さが大きく増大するため、壁は大幅に硬化し、ひいては移動性が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、この先行技術と比較してはるかに改善された動作挙動を特徴とする特に油圧アキュムレータ等の圧力タンクを利用可能にすることである。
【０００６】
本発明によれば、この目的は、全体として請求項１に記載の特徴を有する圧力タンクによって達成される。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、圧力タンクにおいて、フッ素プラスチック材料を有するか又は好適には全体がフッ素プラスチック材料からなる物質から製造される分離要素が存在し、一方では、卓越した拡散不透過性が保証され、他方では、極めて優れた繰り返し曲げ強度といった、油圧アキュムレータ内の膜として使用するために最適な機械的特性を有する分離要素が提供される。したがって、非常に小さな壁厚さが使用できる。このため、望ましい膜の移動の容易さが得られる。結果として得られる良好な応答挙動に基づいて、圧力タンクは脈動ダンパとして使用するのに特に適している。
【０００８】
ポリテトラフルオロエチレンが特に適切な材料であることが判明している。
【０００９】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、非常に高い溶融粘度のため可塑成形ができないので、この材料製の望ましい成形物は、２００〜４００バールで粉末原材料からプレスし、加圧せずに３７０〜３８０°で焼結する。膜を得る必要がある場合には、一般に円筒形ブロックから剥離する。したがって、ポリテトラフルオロエチレンは一般に、スラブ、棒、チューブ等といった剛体の中実体の形態で市販されている。膜技術の当業者にとっては、それにもかかわらず全体又は部分的にポリテトラフルオロエチレン材料から製造され、可撓性ローリング膜の機能を果たすことすら可能な分離要素を得ることができることは驚きである。
【００１０】
さらに、ＰＴＦＥ材料は特に良好な耐化学性を有するので、本発明に係る圧力タンクは、化学腐食性媒体が存在する場合の使用にも適している。
【００１１】
有利な実施形態では、分離要素は、ドーム状主分離面を画定しており、そのドームに対して内側にある側面に環状ビード状隆起部が突出している。このようにドーム状になった膜を使用することによって、圧力タンク内では、変形が容易なために、圧力タンク内の隣接する作動空間の体積の比較的大きな変化を引き起こすことができる。
【００１２】
好適実施形態では、連続する隆起部は、主分離面に沿って延びている平坦な壁部分によって互いに分離されている。したがって、隣接する隆起部の間には、それぞれ１つの自由空間が存在し、隣接する隆起部の相対移動のために利用可能なので、互いに隣接して相互に支持し合い構造を補強する環状ビードなしでも、分離要素はローリング膜として変形することができる。
【００１３】
好適には、環状ビード状隆起部の頂部は丸くなったドームを有するので、切り欠き効果が回避される。
【００１４】
特に有利な実施形態では、環状ビード状隆起部は、外側に開いて主分離面に環状溝状くぼみを形成する褶曲部によって形成される。褶曲部の高さにしたがって、このように形成された膜では、蛇腹の場合と同様に、膜を巻き上げたり引き出したりするために移動可能な特に大きな長さの材料ストリップが利用できる。
【００１５】
好適には、この場合、開いた端部から褶曲部の頂部までその垂直軸に沿って測定した少なくとも１つの褶曲部の高さが他の褶曲部の高さと異なるように配置される。
【００１６】
すでに判明しているように、環状縁端に最も近い第１の褶曲部が他の隣接する褶曲部より小さい高さを有する場合、特に良好な機械的特性が得られる。
【００１７】
また、この点で、環状縁端から最も近い第１の褶曲部まで延びている壁部分が、環状縁端で最大の値を有し、第１の褶曲部に向かって褶曲部間の壁部分の壁厚さの値まで減少する壁厚さを有するならば有利である。縁端の厚さをこのように形成することによって、膜の残りの部分の弾性に有害な影響を与えることなく、圧力タンクの対応するハウジング要素上での膜の締め付けと、締め付け部位のシール接続の形成とが促進される。
【００１８】
以下図面を使用して本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ハウジングの下部の領域とハウジングの上部の境界部とだけを示す、油圧アキュムレータの形態の本発明に係る圧力タンクの一例示実施形態のわずかに概略化した長手方向断面図を示す。
【図２】ローリング膜として製造された、図１の例示実施形態の分離要素だけを示す、図１と比較してその１／２の側面を拡大した長手方向断面図を示す。
【図３】図２と比較してさらに拡大された、図２の円ＩＩＩによって特定された領域の部分図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
油圧アキュムレータの形態の本発明に係る圧力タンクの例示実施形態のうち、図１は、ハウジングの長手方向軸７と同軸の下部側流体接続部９を有するハウジングの下部３と、ハウジングの下部３に隣接するハウジングの上部５の部片とだけを示す。ハウジングの下部３とハウジングの上部５との間の接続部位では、全体として１で示されるローリング膜の形態の分離要素の開いた環状縁端１３が密に締め付けられている。ここでは、ローリング膜の厚くなった縁端２１は、一方ではハウジングの下部３の環状表面２２上で支持され、他方ではＯリング１５に隣接し、そのＯリング１５は、ハウジングの上部５の軸方向に突出する環状体１４上の環状溝２０の中に置かれる。
【００２１】
図１及び図２は完全に展開又は伸長した状態のロール膜１を示しており、そこでは、図１で膜１の上に位置する空間１１、すなわち油圧アキュムレータの気体側は最大の体積を有し、流体接続部９には流体圧力は存在しないので、膜１はハウジングの下部３の内壁に接し、膜１の中心補強ビード２９は流体接続部９の縁端に重なり合うことによって、流体圧力がない時膜１が流体接続部９に押し付けられるのを防止する機械的防護手段を形成する。
【００２２】
図２及び図３は、ＰＴＦＥ材料から製造したローリング膜１のさらなる細部を例示する。ＰＴＦＥ材料は拡散不透過性が非常に良好で強度特性が特に良好なので、環状縁端１３の外ではローリング膜１が必要とする膜の壁厚さはわずかであり、これがドーム状主分離面を画定する。連続する環状ビード状隆起部はこの主分離面から内側に突出しているが、図示の例では、これらは中実体の形態のビードによってではなく、縁端１３に最も近い第１の褶曲部が１７で示され隣接する他の褶曲部が各々１９で示される褶曲部によって形成される。図１から明らかなように、壁厚さは、環状縁端１３での厚くなった壁２１から第１の褶曲部１７まで減少して、褶曲部１７及び１９の間に各々位置する平坦な壁部分２３の厚さの値になるように変化する。実際の実施形態では、壁厚さは、厚くなった部分２１から第１の褶曲部１７まで１．２ｍｍの値から０．５ｍｍの値まで減少するが、この０．５ｍｍは、褶曲部１７及び１９の間の連続する壁部分２３で示される値である。図２が同様に示すように、内側の厚くなった縁端２１は、図２では図示しないＯリング１５の部分的な囲壁を形成する一種のシェル形状を形成する。
【００２３】
図２から同様に認識できるように、垂直軸２５に沿って測定すると、第１の褶曲部１７の高さは、各々同じ高さを有する連続する褶曲部１９より小さく、全ての褶曲部１７及び１９の頂部はドーム状になっている。褶曲部１７及び１９はドームの外側の側面で開いているので、環状溝状くぼみ２７（特に図３参照）が形成されており、それらは各々、壁部分２３の間で主分離面のドームの途中の中断部を形成する。特に図３から認識できるように、褶曲部１７、１９の開いた端部での環状溝状くぼみ２７の内幅は垂直軸２５に沿って測定した褶曲部の高さよりはるかに小さく、この例では褶曲部１９の高さは内幅の約４倍の大きさである。
【００２４】
図３から同様に明らかなように、褶曲部１７、１９のくぼみ２７の内面は、開いた端部に向かってわずかに広がりながら延びているので、くぼみ２７の開いた端部は褶曲部の頂部領域にあるくぼみ２７の底より大きな幅を有する。図２が示すように、褶曲部１９の垂直軸２５は各々、隣接する壁部分２３の接平面に対してほぼ垂直方向に向いているが、その一方で第１の褶曲部１７の垂直軸２５はこの接平面に対してわずかに傾斜して延びており、第１の褶曲部１７の垂直軸２５は環状縁端１３の平面に対して約１０°の角度をなしている。上から下に並んだ連続する褶曲部１９については、垂直軸２５は、縁端１３の平面に対して次第に急角度の傾斜をなすようになる。
【００２５】
この例では、膜１の内側に突出する環状ビード状隆起部は褶曲部１７及び１９によって形成されており、その結果膜を巻き上げる際の特に容易な移動性が得られる。しかし、環状ビード状隆起部を中実体として製作することも可能である。無充填ＰＴＦＥが使用可能であり、また、例えば特に高い耐熱性又は他の特殊な性質が望ましい場合には、ＰＴＦＥ材料のために従来から提供可能なフィラー及び／又はフィラーの組み合わせを伴うものでもよい。とりわけ、ガラス繊維材料、炭素、又は、金属フィラーが考えられる。
【００２６】
ＰＴＦＥ材料の半製品は、例えばブロックから剥離した膜、中実の棒、円形のブランク等といった多くの形態で入手可能である。機械的特性に基づいて、本発明に係る圧力タンクで使用されるローリング膜といった完成品は、粉末原材料をプレス及び焼結した成形体から切り出すことによって製造できる。しかし、とりわけ壁の薄い物品については、焼結の前にＰＴＦＥの拡散物を吹込成形することによって形成できる。ポリテトラフルオロエチレンの中実体から図１に示す球形の膜形状が得られるならば、その後未加工の物体を切断することによって例示される形状の分離膜が得られる。切断処理の際に形成されるポリテトラフルオロエチレンの切れ端を最小にするため、好適には成形の際にブランクとして半球状に事前成形した物体を製造してもよい。
【００２７】
フッ素プラスチック材料として上で述べたポリテトラフルオロエチレン材料は、純粋ＰＴＦＥ及び改質ＰＴＦＥの両者を備えてもよく、無充填ＰＴＦＥ及びＰＴＦＥ化合物の両者を含んでもよい。改質ＰＴＦＥ材料の場合、青銅、炭素ダスト、ＭｏＳ2、ならびにガラス繊維及び炭素繊維材料といったフィラーが可能である。ＰＴＦＥの他に、他のフッ素プラスチック材料としては、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）及びテトラフルオロエチレンペルフルオロプロピレン（ＦＥＰ）が使用できる。
【図１】
2010516964.tif 000003
【図２】
2010516964.tif 000004
【図３】
2010516964.tif 000005
【国際調査報告】
2010516964.tif 000006
2010516964.tif 000007
2010516964.tif 000008
2010516964.tif 000009
2010516964.tif 000010
2010516964.tif 000011