(57)【要約】アキュムレータハウジング（１）と、その中に設けられたダイヤフラム（３）とを具備する流体圧式アキュムレータであって、ダイヤフラム（３）が、特に気体室（７）である第一室と特に液体室（５）である第二室との間に移動可能な分離要素を形作っている。前記膜が、環状軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）によって相互に連結されたいくつかの環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）を有している。環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）が、アキュムレータハウジング（１）の壁に向き合っていない、膜（３）の内面に隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）を有している。前記隆起部は、隣接する軟弱点の間の中央領域にそれらの最大厚さを有し、従って膜（３）の肉厚を増大させ、また少なくとも部分的に凸状（９１，９３）であって、軟弱点の方に向かってそれぞれの平らな形状に次第に低くなっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキュムレータハウジング（１）と膜（３）とをもつ流体圧式アキュムレータであって、前記膜（３）が、アキュムレータハウジング（１）の中に設けられて、特に気体室（７）である第一室と、特に液体室である第二室との間に可動分離要素を形作っていて、また、膜（３）が、関節のように働く環状の軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）によって相互に連結されたいくつかの環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）を有していて、環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）が、アキュムレータハウジング（１）の壁に向き合っていない膜（３）の内側に隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）を有している流体圧式アキュムレータにおいて、隣り合う軟弱点の間の中央領域内の隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）が、膜（３）の肉厚を増大させる最大高さと、これら軟弱点の方に向かって低くなるように傾斜し且つ少なくとも一部の領域で凸状である形状（９１，９３）とを有することを特徴とする、流体圧式アキュムレータ。
【請求項２】
軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）が、凹形状を有するところの、及び凹状領域と凸状領域との交互の継起が膜（３）にあるところの、請求項１に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項３】
膜（３）が、その初期姿勢において、一定で基本的に均一な曲率をその外面に沿って有するところの、請求項１又は２に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項４】
膜（３）が、その初期姿勢において、半球体の様態にあるように作られているところの、請求項３に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項５】
少なくとも隣接する軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）に境を接する領域における隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）が、膜（３）の展伸した形状に関する、当該の軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）の接平面に対して２０°未満の好適には１５°以下の浅い角度でこれら軟弱点の方に低下するところの、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項６】
膜（３）が円形横断面を有していて、環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）が、互いに同心状に配置され、そして環状の線を形成する軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）によって境を作られるところの、及び環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）の少なくともいくつかが、環状の線を横切って走る軟弱点（９５）によって分けられることが可能であるところの、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項７】
膜（３）が、気密性単層プラスチックから形作られるところの、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項８】
膜（３）用の材料が、ＰＡ６のようなポリアミド、もしくは例えばＰＡポリオレフィンのようなポリアミド混合物、もしくはポリエチレンテレフタレート、もしくはポリエチレンナフサレート、もしくはポリビニリデンクロライドであるところの、請求項７に記載の流体圧式アキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキュムレータハウジングと膜とをもった流体圧式アキュムレータに関するものであり、前記膜は、アキュムレータハウジングの中に配置されていて、特に気体室である第一室と特に液体室である第二室との間に可動分離要素を形作っており、また前記膜は、関節のように働く環状軟弱点を手段として相互に連結されたいくつかの環状領域を有しており、前記環状領域は、アキュムレータハウジングの壁に向き合っていない膜の内側に隆起部を有している。
【０００２】
当該の流体圧式アキュムレータは、多くの構造形態と実施形態とで知られており、流体圧式アキュムレータ（アキュムレータ）の主要な仕事の一つは、液圧システムの加圧液体のある容量を収容しそして必要な場合にシステムにそれを戻すことである。
【背景技術】
【０００３】
独国特許出願公開第４１３１７９０号明細書が、関連のあるアキュムレータ用の袋若しくは膜を開示しており、前記袋若しくは膜は、ガス遮断層と弾力性取付け部とをもつ弾力性材料層を含んでなるものであり、前記ガス遮断層は弾力性材料層に層状に張り合わせられており、前記弾力性取付け部は、弾力性材料層の周縁部の内面に作られており、その結果取付け部が保持要素によってハウジングに取り付けられる場合、取付け部若しくは材料層がハウジングに押し付けられる。膜は、断面がＷ形に作られており、弾力性材料層の厚さは、弾力性材料層の間に置かれた部分において減少し、及び/又は材料層の湾曲した反転領域で増大する。Ｗ形の膜の凸状中央領域は、それ故膜の縁の方に向きを変えられ、従って取付け部の方向で凹状に延びる湾曲になり、そして複数の負荷サイクルのために意図されたこの領域での膜の厚さの増大化にもかかわらず、膜の縁は引き裂かれ、従ってアキュムレータの障害が防止されない。
【０００４】
それに対して、独国特許出願公開第４０１８３１８号明細書に記載された一般的なアキュムレータにおいては、膜が、ゾーンに分割されることが既に提案されており、前記ゾーンは、膜の動作運動中に膜の制御されない展開を防ぐことを助けるために、又より長い耐用年数を達成するために互いに関節接合されている。公知の解決策では、それに従って、フィルムヒンジの形をした膜の方向変換個所の間で、膜は、板もしくは帯形状で隆起させられるが、このことは、特に、板状隆起部が互いに接触し従ってフィルム関節の領域で増大した力の作用が生じる場合、膜の繰り出しの過程において好ましくないことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
技術のこの状態に基づいて、本発明の目的は、とりわけ良好な膜の動作挙動により特徴付けられ、その結果長い耐用年数が、高圧力比及び速い圧力変化速度での運転の間でさえも獲得される、考察しているタイプのアキュムレータを作り出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
最初に挙げられるタイプのアキュムレータでは、この目的は、本発明で請求されたように、隣り合う軟弱点の間の中央領域における隆起部が、膜の肉厚を増大させる最大高さと、これら軟弱点に向かって次第に低くなり且つ少なくとも一部の領域では凸状である形状とを有するという点で達成される。
【０００７】
関節の方に向かって低く傾斜する膜の領域を持つ、本発明により提供される形状は、膜がたたまれるとき、前述した公知の一般的なアキュムレータの場合のように非常に激しいよじれがジョイントに生じる危険を回避する。こうして有害な切欠き効果を抑制する。それに対して、ある曲率半径を有する本発明による形状のもとでは関節運動が生じることにより、膜の過大局部応力が回避される。従って膜の肉厚を過度に増大させることなしに、比較的大きな圧力振幅と圧力変化速度とが許容される。
【０００８】
ゴムの厚肉分離要素をもつ独国特許出願公開第２８５２９１２号明細書が、ビード状隆起部をもつ、分離要素上の内部環状領域の構成を開示している。しかしそれらは、分離要素の面から突き出ているビードもしくはリブであり、ビードもしくはリブは、フィルムヒンジの様態で働く軟弱点により互いに分けられる必要がない。さらに、互いに隣接する領域内のビードは急に低くなる形状を有しており、その結果注意深い繰り出し工程をこの公知の膜で達成することはできない。
【０００９】
本発明によるアキュムレータの一つの好適な実施態様では、軟弱点が凹形状を有しており、凹領域と凸領域との交互の継起が膜にある。このことが特に良好な曲げ特性及び展開特性を膜の折り畳みにおいて生み出す。膜はその初期姿勢において、不変で基本的に均一な曲率をその外面に沿って有し、また膜はその初期姿勢において半球の様態にあるように作られることが好ましい。
【００１０】
境を接する軟弱点につながる隆起部領域と、当該の軟弱点に属する接平面との間の角度は、膜の展伸形状に対して、２０°未満であることが好ましい。
【００１１】
軟弱点に境を接する領域内の隆起部が凹状アーチを有して、隆起部の最大高さに隣接する領域内の隆起部が凸状アーチを有するなら、膜の折り畳み形成のときに特に良好な曲げ特性が生じる。しかし隆起部の少なくとも一部が、隣接する軟弱点の方に向かって好ましく低下する平面で形作られることも可能である。
【００１２】
環状の線を形成する軟弱点で境界を作られていて同心状に互いに配置されている環状領域と、円形横断面とをもつ膜において、環状領域もしくはそれらの中の少なくともいくつかが、環状の線を横切って走る軟弱点によって分けられることが可能であり、またこれら軟弱点が円形横断面に対して放射状に走ることが好ましい。
【００１３】
本発明は、膜が、例えばポリアミド、ポリアミド混合物、ポリエチレテレフタレート、ポリエチレンナフサレート、もしくはポリビニリデンクロライド等の気密性単層プラスチックから作られることを有利に可能にする。
【００１４】
本発明は、添付図面に示された実施態様を用いて以下に詳述される。
【００１５】
添付図面は、概略的であり、また縮尺に従っていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示されるアキュムレータは、ハウジング１に配置された膜３の形をしている分離要素をもった所謂メンブレンアキュムレータである。膜３は、ハウジング１の内部をこの例では液体室５である第一室と、この例では気体室７である第二室とに分ける。液体室５が接続部９を、また気体室７が接続部１１を有しており、前記接続部９によりアキュムレータは液圧システム（非図示）のパイプラインに接続することができ、また接続部１１により気体圧力が設定できる。前述の特徴をもった比較しうるアキュムレータは、最新技術のものであり、その結果アキュムレータは、本発明の説明に必要な程度に限って以下に説明される。
【００１７】
ハウジング１は、図１の視線方向で見たとき、継ぎ目１７に沿って互いに当接する上部ハウジングシェル１３と下部ハウジングシェル１５とからなるものである。二つのシェル１３及び１５は、ハウジング１を形作るためにこの継ぎ目１７に沿って電子ビーム溶接工程もしくはレーザー溶接を用いて互いに接合されることができる。
【００１８】
図１及び２においてその展伸状態で示されている膜３をハウジング１の中で保持するために、鋼のリング１９があり、前記鋼のリング１９は、余剰が生ずる長さで継ぎ目１７をハウジング１の中で覆うような高さを持っている。リング１９は、その、気体室７に向いている側に、ノッチ２１の形をした凹部を有しており、前記ノッチ２１は、横断面が長方形であり、また互いから同じ間隔でリング１９の周りに巡らされている。図１での視方向で見て、リング１９は、その、液体室５に向き且つハウジングの内壁に向いている側に、下縁を有する周縁環状溝２３を有しており、前記周縁環状溝２３は、矩形断面を有する、膜３のエッジビード２７に対する当接部としてのショルダー面２５を形作っている。エッジビード２７の断面と環状溝２３の深さとは、リング１９がアキュムレータハウジングに固定された場合に、エッジビード２７に付いている膜がハウジングの内壁に気密状態で保持されるようになっている。リング１９の固定は、上部ハウジングシェル１３を上に置いた後に実施されるハウジング１を継ぎ目１７で溶接するための溶接工程中に起こって、リング１９がハウジング１にしっかりと溶接される。
【００１９】
膜３の詳細な構造形は図１〜３から得ることが可能である。図１〜３は、丸い断面に関する俯瞰図における膜３が、側面図においてほぼ半球状の形状を有することを示している。図２に最良に示されているように、膜３はその外面全てに、縁側のエッジビード２７は別として、滑らかな面を有しているが、膜３はその内面に凹凸を有している。図１〜３で示される実施態様では、凹凸は、膜３がその内側で同心の環状領域３１，３３，３５，３７、及び３９に分けられるようになっている。これらの環状領域は、膜３が最小の肉厚を有するところの軟弱点６１，６３，６５，６７，６９、及び７１により各々横に境界を作られている。これらの軟弱点は、環状の線４１，４３，４５，４７，４９、及び５１に沿う膜の内面の周囲に沿って延在している。軟弱点の間の環状領域３１，３３，３５，３７、及び３９の中に、平らでビード状の隆起部８１，８３，８５，８７、及び８９がある（図２参照）。
【００２０】
図２から明らかなように、隆起部８１，８３，８５，８７、及び８９の各々は、境を接する軟弱点６１，６３，６５，６７，６９、及び７１の間の中央の領域に、膜の最大肉厚に一致する、前記隆起部の最大高さを有している。この例では、この中央領域内の隆起部は凸アーチ９１を各々有している。境を接する軟弱点まで延びる一つの凹領域９３が凸アーチ９１の横に隣接している。凹領域９３は、それぞれに与えられた軟弱点へ低下するように延びており、展伸状態のときの膜３に関する、それぞれの軟弱点の接平面に対する傾斜の浅い角度が、１２°〜１４°のオーダーにあることが好ましい。
【００２１】
軟弱点６１，６３，６５，６７，６９、及び７１において徐々に高くなる隆起部８１，８３，８５，８７、及び８９を有するこの構造形に基づいて、軟弱点は、膜３の作動運動の結果として折目が膜３に生ずるとき、フィルムヒンジの様態にある関節を形作り、前記フィルムヒンジにおいて膜の折り畳みが制御された様態で生じるが、本発明による構成の結果として激しいよじれは形成されず、その結果膜材料の局部過大応力が回避されて長い運転耐用年数が獲得される。
【００２２】
図４は第二実施態様を示しており、そこでは膜３が、環状の線４１，４３，４５，４７，４９、及び５１に沿って走る軟弱点に加えて、（円形に対して）放射状に走る軟弱点９５によって関節を作られている。これら放射状に走る軟弱点９５は、環状領域内に設けられているビード状隆起部を分割し、また前記ビード状隆起部は、境を接する軟弱点の間の中央領域に、第一実施態様に関する図２に示された様態と完全に同じ様態で最大高さを有している。最大突出のこれらの領域から、隆起部は、図２からの例におけるのと同じ様態で境を接する軟弱点へ次第に低くなって、浅い角度で近づく。凹状に／凸状に湾曲したアーチがここかしこに、図２においてと同じ様態で存在でき、凹状アーチ領域は、環状の線４１，４３，４５，４７，４９、及び５１に沿う軟弱点、並びに放射状に走る軟弱点９５の両方に近づく。
【００２３】
図に示されたアーチ形状に替えて、別のアーチ形状、もしくはアーチ領域と平面領域とからなる複合形状があり得るが、それぞれに境を接する軟弱点への接近は浅い角度で生じる。環状の線を横断して走る追加の軟弱点が図４による実施態様にあって、図４で示される数量で備えられることも必要ではない。しかしこれらの横断的に走る軟弱点は、全ての環状領域を越えて延びる必要はなく、また星形もしくは放射状以外の状態で走ることができる。図３及び４に示される、軟弱点としてのフィルムヒンジは、単純化するために、互いに同一の間隔を持つ同心円として示されている。しかしながら、図２に示されるように、間隔は、異なっており、特に膜の中心に向かって外側から内側に増大している。
【００２４】
膜３の材料は、例えば、ＰＡ６のようなのポリアミド、もしくは例えばＰＡポリオレフィンのようなポリアミド混合品、もしくはポリエチレンテレフタレート、もしくはポリエチレンナフサレート、もしくはポリビニリデンクロライド等の、気密性単層プラスチックであることが好ましい。しかし、別のタイプの材料が膜を作るために提供され得ることは、言うまでもないことである。凹状軟弱点に関する曲率半径は、凸状隆起部に関する曲率半径よりも小さく、この点で凸状隆起部は隣接する軟弱点より緩やかに湾曲している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一つの実施態様によるアキュムレータの縦断面図である。
【図２】図２は、図１からのアキュムレータの膜の図であり、前記膜がその延伸状態にあり、また図は、より拡大された縮尺の片側のもので、非常に概略的に簡略化されている。
【図３】図３は、実施態様の膜の平面図であり、図１に等しい縮尺で描かれたものである。
【図４】図４は、図３の膜に類似している、変形形態の実施態様の膜の平面図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月11日(2003.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキュムレータハウジング（１）と膜（３）とをもつ流体圧式アキュムレータであって、前記膜（３）が、アキュムレータハウジング（１）の中に設けられて、特に気体室（７）である第一室と、特に液体室である第二室との間に可動分離要素を形作っていて、また、膜（３）が、関節のように働く環状の軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）によって相互に連結されたいくつかの環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）を有していて、環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）が、アキュムレータハウジング（１）の壁に向き合っていない膜（３）の内側に隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）を有していて、隣り合う軟弱点の間の中央領域内の隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）が、膜（３）の肉厚を増大させる最大高さと、これら軟弱点の方に向かって低下し且つ少なくとも一部の領域で凸状である形状（９１，９３）とを有する流体圧式アキュムレータにおいて、少なくとも隣接する軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）に境を接する領域における隆起部（８１，８３，８５，８７，８９）が、膜（３）の展伸した形状に関する、当該の軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）の接平面に対して２０°未満の浅い角度でこれら軟弱点の方に低下することを特徴とする、流体圧式アキュムレータ。
【請求項２】
軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）が、凹形状を有するところの、及び凹状領域と凸状領域との交互の継起が膜（３）にあるところの、請求項１に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項３】
膜（３）が、その初期姿勢において、一定で基本的に均一な曲率をその外面に沿って有するところの、請求項１又は２に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項４】
膜（３）が、その初期姿勢において、半球体の様態にあるように作られているところの、請求項３に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項５】
浅い角度が１５°以下であるところの、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項６】
膜（３）が円形横断面を有していて、環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）が、互いに同心状に配置され、そして環状の線を形成する軟弱点（６１，６３，６５，６７，６９，７１）によって境を作られるところの、及び環状領域（３１，３３，３５，３７，３９）の少なくともいくつかが、環状の線を横切って走る軟弱点（９５）によって分けられることが可能であるところの、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項７】
膜（３）が、気密性単層プラスチックから形作られるところの、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体圧式アキュムレータ。
【請求項８】
膜（３）用の材料が、ＰＡ６のようなポリアミド、もしくは例えばＰＡポリオレフィンのようなポリアミド混合物、もしくはポリエチレンテレフタレート、もしくはポリエチレンナフサレート、もしくはポリビニリデンクロライドであるところの、請求項７に記載の流体圧式アキュムレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分の特徴を有する流体圧式アキュムレータに関するものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
それに対して、独国特許出願公開第４０１８３１８号明細書に記載されたアキュムレータにおいては、膜が、ゾーンに分割されることが既に提案されており、前記ゾーンは、膜の動作運動中に膜の制御されない展開を防ぐことを助けるために、又より長い耐用年数を達成するために互いに関節接合されている。公知の解決策では、それに従って、フィルムヒンジの形をした膜の方向変換個所の間で、膜は、板もしくは帯形状で隆起させられるが、このことは、特に、板状隆起部が互いに接触し従ってフィルム関節の領域で増大した力の作用が生じる場合、膜の繰り出しの過程において好ましくないことがある。
独国特許出願公開第１６７５３４９号明細書が、アキュムレータハウジングと、アキュムレータハウジング内に配置された膜とを持った一般的な流体圧式アキュムレータを開示しており、前記膜は、特に気体室である第一室と特に液体室である第二室との間に可動分離要素を形作っており、また、前記膜は、関節のように働く環状軟弱点を手段として相互に連結されたいくつかの環状領域を有しており、前記環状領域は、アキュムレータハウジングの壁に向き合っていない膜の内側に隆起部を有しており、前記隆起部は、隣接する軟弱点の間の中央領域に、膜の肉厚を増大させる最大高さと、これら軟弱点の方に向かって低くなるように傾斜し且つ少なくとも一部の領域で凸状である形状とを有している。公知の解決法においては、隆起部は、環状のビードもしくはリブを形作っており、前記環状のビードもしくはリブは、分離要素の面から膜の内面の方向に突き出て、それらの凸状アーチで両方向に急に低くなるように分離膜の細長い環状壁領域へ推移し、また前記分離膜の細長い環状領域は、流体圧式アキュムレータの縦方向で見て、分離要素の初期姿勢における隆起部を互いに等間隔で保持している。ビード状のもしくは環状の隆起部と、分離要素の等しい肉厚を有する部分から形作られた軟弱点との間の鋭く範囲を決められた移行部に起因して、膜におけるよじれが形作られ、膜が動くときに過大応力が局部的に形成されて従って膜が破損する場合があるという結果を伴う。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
最初に挙げられるタイプのアキュムレータでは、この目的は、本発明で請求されたように、少なくとも隣接する軟弱点に境を接する領域における隆起部が、膜の展伸した形状に関する、当該の軟弱点の接平面に対して２０°未満の浅い角度でこれら軟弱点の方に低下するという点で達成される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
境を接する軟弱点につながる隆起部領域と、当該の軟弱点に属する接平面との間の角度は、膜の展伸形状に対して、１５°以下であることが好ましい。




【国際調査報告】
2004522088.tif 000020
2004522088.tif 000021
2004522088.tif 000022
2004522088.tif 000023
2004522088.tif 000024
2004522088.tif 000025