(57)【要約】  分離ピストン（３）を有し、前記分離ピストンが作業ハウジング（１）の内部で２つの媒体室（５、７）を互いに媒体密に分離し、かつ前記分離ピストンがその外周面に沿って少なくとも部分的にガイド装置（１９）を有しており、前記ガイド装置は、作業ハウジング（１）の内部で分離ピストン（３）が走行移動する場合にその内壁（２１）に滑り移動するように添接し、作業ハウジング（１）内に収容可能な流動媒体用の分離装置は、ガイド装置（１９）が、分離ピストン（３）の一体的な構成要素である、ことを特徴としている。【選択図】図３
2015536420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ハウジング（１）内に収容可能な流動媒体用の分離装置であって、
分離ピストン（３）を有し、前記分離ピストン（３）が前記作業ハウジング（１）の内部で２つの媒体室（５、７）を互いに媒体密に分離し、かつ前記分離ピストン（３）がその外周面に沿って少なくとも部分的にガイド装置（１９）を有しており、
前記ガイド装置（１９）は、前記作業ハウジング（１）の内部で分離ピストン（３）が走行移動する場合にその内壁（２１）に滑り移動するように添接する、ものであって、
前記ガイド装置（１９）が、前記分離ピストン（３）の一体的な構成要素である、
ことを特徴とする流動媒体用の分離装置。
【請求項２】
前記ガイド装置がガイドリング（１９）を有しており、前記ガイドリングが分離ピストン（３）に直接形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記ガイドリング（１９）が、前記分離ピストン（３）の終端領域（１７）に形成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記分離ピストン（３）の、前記ガイドリング（１９）とは逆の終端領域（２５）に、たとえばＯリング（２９）の形式の、ピストンシール用のシートとして、周リング溝（２７）が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項５】
前記ガイドリング（１９）が、前記作業ハウジング（１）の円筒状の内壁（２１）と協働するために、円筒外表面の一部をなすガイド面（２３）を形成している、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項６】
前記分離ピストン（３）が、前記作業ハウジング（１）の室（５、７）の間の分離壁を形成する底（１５）を有しており、前記底（１５）が、球面の一部を形成する、ピストン内部へ向かう湾曲（３１）を有している、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項７】
前記分離ピストン（３）の前記底（１５）が、ピストン片側へ開放した、半球形状の丸天井（４３）を形成し、
前記丸天井（４３）の内側にリブ（４５）が設けられており、
前記リブ（４５）が、半球形状の開口によって定められる赤道平面に関して、経線に沿って丸天井（４３）の球中心（４７）へ延びている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項８】
前記底（１５）の前記丸天井（４３）の、前記球中心（４７）の領域内に形成された外側面（４９）が、前記分離ピストン（３）の隣接する前記終端領域（１７）の高さまで延びている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項９】
補強リブ（３５）が、互いに等間隔で配置された、径方向に延びるプレートの形式で、分離ピストン（３）のガイドリング（１９）と分離ピストンの底（１５）との間の結合を形成している、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１０】
前記補強リブ（３５）が、前記ガイドリング（１９）とリング溝（２７）の間に位置する、前記分離ピストン（３）の軸領域内に、前記分離ピストン（３）の外周面から径方向内側へ変位した終端縁（３９）を有している、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１１】
前記ガイドリング（１９）と前記リング溝（２７）の間に延びる、前記補強リブ（３５）の外側の前記終端縁（３９）が、前記ガイドリング（１９）から始まって、曲がりをもって径方向内側へ延びている、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１２】
前記補強リブ（３５）の上方の端縁（４１）が、丸天井（４３）の上方の外側面（４９）およびピストン端部を定める前記ガイドリング（１９）の終端縁と、共通の平面内に位置している、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１３】
前記補強リブ（３５）の、前記リング溝（２７）へ向いた前記終端縁（３９）が、前記丸天井（４３）の外側の、向き合う前記リング溝（２７）の壁に対して軸方向に変位した箇所（５３）に接している、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の分離装置を有し、前記分離装置の前記分離ピストン（３）が、シリンダの形式の前記作業ハウジング（１）内で走行可能であり、前記作業ハウジング内で前記分離ピストン（３）が２つの作業室（５、７）を互いに媒体密に分離している、
ことを特徴とするピストン／シリンダ装置。
【請求項１５】
ピストンアキュムレータとして形成されており、その中で前記分離ピストン（３）がガス側（７）をオイル側（５）から分離している、
ことを特徴とする請求項１４に記載のピストン／シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業ハウジング内に収容可能な流動媒体用の、分離ピストンを有する分離装置に関するものであって、その分離ピストンが作業ハウジングの内部で２つの媒体室を互いに媒体密に分離し、かつその外周面に沿って少なくとも部分的にガイド装置を有しており、そのガイド装置は、分離ピストンが作業ハウジングの内部で走行移動する場合にその内壁に滑り移動するように添接する。
本発明は、さらに、この種の分離装置を有する、ピストン／シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上に記載した種概念の分離装置は、様々な使用領域において、かつ様々な媒体と組み合わせて、かつ様々な構造の作業ハウジングにおいて、使用される。
それぞれ適用領域に応じて、該当する媒体室内に液状、ガス状あるいは、ペースト状の物質のような、条件付きで流動する媒体を封じ込めることができる。
それに応じて、それぞれの分離ピストンは、ガス状の媒体を液状の媒体から、ガス状の媒体をガス状の媒体から、液状の媒体を液状の媒体から、あるいは上述した種類の媒体をペースト状の媒体から、あるいはペースト状の媒体を互いに分離する、という課題を有することができる。
冒頭で挙げた種概念の分離装置のための他の重要な使用領域として、ポンプ装置、作業シリンダまたはピストンアキュムレータのような、ピストン／シリンダ装置が挙げられる。
ポンプ装置または作業シリンダのために、分離ピストンがポンプピストンまたは作業ピストンとして用いられる場合に、それは、たとえばピストンロッドの形式の、力を伝達する装置と結合されている。
ピストンアキュムレータにおいては、分離ピストンは、該当するアキュムレータハウジング内でフリーピストンとして走行可能であって、その中でたとえばガス側をオイル側から分離する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
たとえば上でそのごく一部について言及されている、この種の分離装置の多様な適用可能性を考慮して、この種の分離装置を形成する場合には、多くの個数を要する。
したがって経済的な理由から、分離装置をより合理的かつコスト的により好ましく形成することに対する要請が生じる。
この問題性に関して、本発明の課題は、簡単かつコスト的に好ましく形成することができるが、それに劣らず好ましく、かつ安全な駆動挙動を特徴とする、分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この課題は、全体として特許請求項１の特徴を有する分離装置によって解決される。
【０００５】
請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質的な特殊性は、ガイド装置が分離ピストンの一体的な構成要素であることにある。
そのようにしてピストン自体が専用の材料部分によって、作業ハウジング内部で走行運動するためのガイド機能を引き受けることによって、従来技術において設けられていた、該当する分離ピストンの外周面に沿って形成された溝状の凹部内に収容可能な、ガイドバンドまたはガイドストリップのような装置が、省かれる。
本発明は、材料コストの減少をもたらすだけでなく、ガイドバンドおよびガイドストリップを取り付けるために生じる取り付けコストも回避するので、特に少ない製造コストが実現可能となる。
【０００６】
特に簡単かつ合理的に形成するために、配置は、ガイド装置がガイドリングを有し、そのガイドリングが分離ピストンに直接形成されているように、行うことができる。
【０００７】
特に好ましい実施例において、ガイドリングは、分離ピストンの終端領域に形成されている。
【０００８】
この種の実施形態において、分離ピストンの特に好ましいガイドおよびシール特性は、分離ピストンの、ガイドリングとは逆の終端領域に、たとえばＯリングの形式の、ピストンシール用のシートとして、周側のリング溝が形成されている場合に、得られる。
このように形成された、ガイドリングとピストンシールの間の軸方向の間隔によって、分離ピストンは特に傾かないように、かつ良好なシール性をもって、作業ハウジングの内壁に接して案内される。
【０００９】
作業ハウジングの円筒状の内壁と協働するために、ガイドリングは、シリンダ外表面の一部をなすガイド面を形成することができるので、ピストンの軸領域にわたってスライド面が形成されている。
【００１０】
特に好ましい実施例において、分離ピストンは、作業ハウジングの室間の分離壁を形成する底を有しており、その底が、球面の一部を形成する、ピストン内部へ向かう湾曲を有している。
湾曲した構造は、強度を向上させるのに寄与するだけでなく、分離ピストンの底に隣接する媒体室の容積を増大させる可能性も提供する。
【００１１】
これに関して特に好ましいやり方で、配置は、分離ピストンの底が、ピストン片側へ開放した、半球形状の丸天井を形成し、その内側にリブが設けられており、そのリブが、半球形状の開口によって定められる赤道平面に関して、経線に沿って延びるように、行うことができる。
補強する内側のリブを有する丸天井の半球形状は、底の構造強度の高さも、底に隣接する室の容積の比較的大きい拡大ももたらす。
【００１２】
底の丸天井の、球中心の領域に形成されている外側面が、分離ピストンの隣接する終端領域の高さまで延びている実施例においては、底のしっかりとした丸天井構造を添接面として用いることができ、その添接面によって分離ピストンは、該当する作業ハウジングの一方の終端カバーへ走行移動する場合に終端カバーに支持され得る、という特別な利点が生じる。
【００１３】
特に好ましい実施例において、分離ピストンは次のように、すなわち補強リブが互いに対して等間隔で配置された、星状に径方向に延びるプレートの形式で、分離ピストンのガイドリングと分離ピストンの底との間の結合を形成するように、形成されている。
それによって中空室を有する、開放した構造の分離ピストンが得られ、それにおいては、わずかな材料を使用して高い強度が達成される。
材料使用が少ない利点の他に、ピストン重量が少なく、走行運動する際にピストンの質量慣性がそれなりに小さい利点も得られる。
これは、作業シリンダ、ポンプシリンダなどの形式のピストン／シリンダ装置において分離ピストンを使用する場合だけでなく、特に、ピストンアキュムレータにおいて分離ピストンをフリーピストンとして使用する場合にも効果的であって、それにおいて軽量のピストンが良好な応答挙動を可能にする。
【００１４】
ガイドリングと分離ピストンの底との間の結合部材としての補強リブを有する構造において、さらに重量と材料を削減するために、ガイドリングと底の間に延びる閉鎖されたピストンスカートを省くことができる。
また、補強リブの径方向外側に位置する終端縁が、ガイドリングとリング溝の間に位置する、分離ピストンの軸領域内で径方向内側へ向かって変位して延びることができ、それによって重量と材料使用のさらなる削減が得られる。
その場合に、終端縁は曲がりをもって径方向内側へ延びることができる。
【００１５】
特に好ましい実施例において、補強リブは、その上方の端縁が底の丸天井の上方の外側面およびガイドリングのピストン端部をさだめる終端縁と共通の平面内に位置するように、形成されている。
それによって、分離ピストンが該当する作業ハウジングのカバーと、たとえばピストンアキュムレータにおけるシリンダカバーと、添接することができる接触面の著しい増大が得られる。
【００１６】
半球形状の丸天井によって強化された底領域と補強するリブとを有する構造が、最少の材料消費で構造強度と形状強度の高い分離ピストンの形成を可能にし、かつ、特に分離ピストンをプラスチック材料から射出成形によって、特に合理的かつ経済的に形成する可能性もひらく。
【００１７】
請求項１４によれば、本発明の対象は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の分離装置を有する、ピストン／シリンダ装置でもある。
【００１８】
この種のピストン／シリンダ装置は、特に好ましくは、ピストンアキュムレータとして形成することもでき、その中で分離ピストンがガス側をオイル側から分離する。
【００１９】
以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る分離装置の実施例に基づく分離ピストンを有する、図式的に簡略化して示すピストンアキュムレータの縦断面図である。
【図２】実際の実施形態に比較して拡大して示す、図１の分離ピストンの上面図である。
【図３】図１と２の分離ピストンをさらに拡大して断面で示す斜視図である。
【図４】分離ピストンの第２の実施例を、図３と同様な表示で示している。
【図５】分離ピストンの第３の実施例を拡大して断面で示す斜視図である。
【図６】分離ピストンの第４の実施例を拡大して断面で示す斜視図である。
【図７】分離ピストンの第５の実施例を拡大して断面で示す斜視図である。
【図８】分離ピストンの第６の実施例を拡大して断面で示す斜視図である。
【図９】分離ピストンの第７の実施例を拡大して断面で示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の説明において、本発明に係る分離装置を実施例を用いて説明し、それにおいて全体を符号１で示すアキュムレータハウジング内で軸方向に走行可能な分離ピストン３がオイル側５をガス側７から分離している。
円筒形状のハウジング１は、終端側を２つのカバー部分９、１１によって閉鎖されており、そのうちの、図１において左側に位置するカバー部分９がオイル接続端１３を有しており、そのオイル接続端が、ピストンアキュムレータを詳しく図示されない油圧システムの配管に流体を案内するようにして接続し、かつオイル側５と接続することを、許す。
図１において右側に位置するカバー部分１１は、図示されない充填弁を有することができ、その充填弁を介してガス側７が作業ガス、たとえば窒素ガスで充填可能である。
この限りにおいて説明したピストンアキュムレータの構造は、従来技術であるので、ここではそれについてこれ以上詳しく説明はしない。
【００２２】
図１および特に、分離ピストン３を個別に示す図２と３が示すように、分離ピストン３は一種の軽構造として形成されており、その場合にオイル側５とガス側７の間の分離壁を形成する底１５と、底１５とは逆の終端領域１７の間に、複数の中空室が存在している。
この終端領域１７の領域内で、分離ピストン３の外周面側に、分離ピストン３の一体的な構成要素としてのガイドリング１９が直接形成されている。
ピストンガイドとして設けられているピストンリング１９は、外側において、ハウジング１の円筒状の内壁２１と協働するために、円筒外表面の１部分の形状のガイド面２３を形成しており、その部分は終端領域１７から分離ピストン３の軸方向の長さの一部にわたって、たとえば分離ピストン３の軸方向の長さの１／５にわたって延びている。
反対側の底１５において、その外端縁２５に、図１のみに示すＯリング２９のような、ピストンシールとして設けられたシール部材用のシートとしてのリング溝２７が連続している。
底１５は、その中央領域内に、ピストン内部の方向の隆起部３１を有しており、その隆起部が球面の一部を形成する。
図１から３の実施例において、分離ピストン３はピストン壁３３を有しており、そのピストン壁は、ガイドリング１９から軸方向にリング溝２７まで延びており、そのガイドリングのガイド面２３は径方向内側へ変位している。
径方向に星状に延びるフラットなプレートの形式の補強リブ３５が、ガイドリング１９、ピストン壁３３および底１５の間の結合を形成し、その場合に、図３から最もよく読み取ることができるように、補強リブ３５の径方向内側に位置する終端縁が、底１５の湾曲３１の中央領域内の円筒状の収容リング３７に集まるように延びている。
補強リブ３５の外側の終端縁３９は、ガイドリング１９の内側およびピストン壁３３に接している。
図３から最も良く読み取ることができるように、補強リブ３５の径方向に延びる終端縁４１は、軸方向において最も深い位置にある収容リング３７へ向かって曲線を描いて延びている。
【００２３】
図４に示す第２の実施例は、上述した実施例から、特に、底１５の湾曲が特に強いことによって区別される。
図４には示されないシール部材用に設けられたリング溝２７を有する外端縁２５の領域から始まって、中央の湾曲３１は、分離ピストン３の内部に半球形状の丸天井４３が生じるように形成されており、その外側と内側に中空室が配置されている。
丸天井４３は、内側において、内壁から張り出すリブ４５によって補強されており、そのリブは、半球形状の開口部によって定められる赤道平面に関して、規則的に分配された経線に沿って球中心４７へ向かって延びている。
第１の実施例に対する他の差異は、ガイドリング１９とリング溝２７の間において外側のピストン壁３３が取り去られており、補強リブ３５の径方向外側に位置する終端縁３９が、分離ピストン３の外周面から径方向内側へ変位していることにある。
【００２４】
図５に示す第３の実施例は、丸天井４３の球中心４７が、上方の終端領域１７の平面まで軸方向に持ち上がっていることを別にして、図４の実施例に相当する。
球中心４７に、平坦な外側面４９が形成されているので、カバー部分９に添接するためのより大きい接触面が形成されており、それによって、オイル側５で過圧が支配する場合により良好な強度特性が得られる。
外側面４９に形成された孔５１は、場合によっては設けられる、ピストンロッドのような結合部材のための接続装置として用いることができる。
【００２５】
図６は、第４の実施例を示しており、これは、図５に比較して、ガイドリング１９と丸天井４３の外側との間の補強リブ３５の外側端縁３９が直線的ではなく、径方向内側へ曲線を描いて延びている限りにおいてのみ、異なっている。
【００２６】
図７の第５の実施例は、補強リブ３５の上方の終端縁４１が、分離ピストン３の上方の終端領域１７と丸天井４３の球中心４７の外側面４９とを有する平面内に延びていることを別にして、図５の実施例に相当する。
この外側面４９と共に、補強リブ３５の終端縁４１が、ハウジングカバーに添接するための接触面を増大させており、それによって特に好ましい強度特性が生じる。
【００２７】
図８の第６の実施例は、図６の例においてもそうであるが、ガイドリング１９とリング溝２７の間で補強リブ３５の径方向外側に位置する終端縁３９が、径方向内側へ曲線を描いて延びていることを別にして、第７の実施例に相当する。
【００２８】
図９の第７の実施例は、図８の実施例からは、補強リブ３５の径方向外側の終端縁３９が、ガイドリング１９から出て軸方向にリング溝２７まで延びておらず、リング溝２７から軸方向に変位した領域５３内で丸天井４３の外側に接していることによって、区別される。
球状の丸天井４３の構造強度が高いことによって、ビストン材料がさらに節約され、それによってピストン重量がさらに減少されているにもかかわらず、分離ピストン３の好ましい強度特性が得られる。
【００２９】
本発明に基づく構造の分離ピストン３は、プラスチック材料から、たとえば射出成形によって、高い強度と極めて少ないビストン重量とを有する分離ピストン３を形成することを、可能にする。
たとえば、材料としてポリアリルアミドを使用することができ、それは、たとえばアキュムレータハウジング１としての、作業ハウジングの材料として、多くの適用領域において考えられるような、鋼材料と実質的に同じ熱膨張係数を有している。
したがって本発明に係る分離装置を有するピストン／シリンダ装置は、大きい作業領域または温度領域、たとえば−４０℃から１２０℃あるいはそれより高い領域にわたって、確実に駆動される。
また、たとえばグラスファイバー補強としての、かつ／またはラミネートの形式で設けられた、プラスチック繊維あるいはプラスチック不織布からなる、プラスチック材料の補強を設けることもできる。
【図１】
2015536420.tif 000003
【図２】
2015536420.tif 000004
【図３】
2015536420.tif 000005
【図４】
2015536420.tif 000006
【図５】
2015536420.tif 000007
【図６】
2015536420.tif 000008
【図７】
2015536420.tif 000009
【図８】
2015536420.tif 000010
【図９】
2015536420.tif 000011
【国際調査報告】
2015536420.tif 000012
2015536420.tif 000013
2015536420.tif 000014
2015536420.tif 000015
2015536420.tif 000016
2015536420.tif 000017