(57)【要約】  ベローズ型蓄圧器、特に脈動減衰装置であって、蓄圧器ハウジング内に配置されて２つの媒体室を互いに分離する折りたたみベローズを有しており、折りたたみベローズのベローズ折り目は蓄圧器ハウジングの内壁に沿って少なくとも部分的に移動可能であるベローズ型蓄圧器において、内部空間（３７、４１）が形成されるようにベローズ折り目（１９）の外径が蓄圧器ハウジング（１）の内壁（３５）の関係付けられた直径より僅かに小さくなるように選択されて、それらの内部空間（３７、４１）が少なくとも１種類の媒体に対する油圧減衰を形成することを特徴とする。
2018532081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズ型蓄圧器、特に脈動減衰装置であって、蓄圧器ハウジング（１）内に配置されて２つの媒体室（２７、２８）を互いに分離する折りたたみベローズ（３）を有しており、該折りたたみベローズ（３）のベローズ折り目（１９）は前記蓄圧器ハウジング（１）の内壁（３５）に沿って少なくとも部分的に移動可能であるベローズ型蓄圧器において、
前記ベローズ折り目（１９）の外径は、内部空間（３７、４１）が形成されるように、前記蓄圧器ハウジング（１）の内壁（３５）の関係付けられた直径より僅かに小さくなるように選択され、前記内部空間（３７、４１）が少なくとも１種類の媒体に対する油圧減衰を形成することを特徴とするベローズ型蓄圧器。
【請求項２】
油圧減衰を実現するために前記内部空間（３７、４１）の大きさは、前記折りたたみベローズ（３）の外径と前記蓄圧器ハウジング（１）の内壁（３５）との間の隙間（３７）内に媒体を取り入れることにより、前記蓄圧器ハウジング（１）内で前記ベローズ折り目（１９）の滑り案内が達成されるように選択されていることを特徴とする、請求項１に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項３】
前記滑り案内は、前記折りたたみベローズ（３）が前記蓄圧器ハウジング（１）の長手方向軸に対して平行に移動することを可能にし、長手方向軸に対して横断方向に移動することを妨げることを特徴とする、請求項１又は２に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項４】
ベローズ外側とこれに対応する前記蓄圧器ハウジング（１）の内壁（３５）との間の前記媒体室（２７）内に、ベローズ内側（２８）の媒体、例えば窒素ガスより粘度が高い媒体、例えばリン酸エステル油（ＨＦＤ−Ｒ）が存在することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項５】
隙間（３７）の大きさ若しくは隙間寸法は、３．０〜０．１５ｍｍの間、特に好適には低い油圧減衰に対する２．０ｍｍと、極端に高い油圧減衰に対する０．２５ｍｍとの間で選択されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項６】
前記蓄圧器ハウジング（１）の関係付けられた内壁（３５）において、前記ベローズ折り目（１９）の滑り案内の隙間（３７）は、少なくとも前記折りたたみベローズ（３）が引き伸ばされた状態で減衰内部空間（４１）に移行し、減衰内部空間（４１）は２つの隣り合って配置された前記ベローズ折り目（１９）により定められていることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項７】
前記折りたたみベローズ（３）の高さは、引き伸ばされた状態で内径の１〜１．５倍であることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項８】
前記折りたたみベローズ（３）は金属素材から形成され、及び／又は折り目端部は先が尖った断面を有し、及び／又は前記折りたたみベローズ（３）は前記蓄圧器ハウジング（１）内の滑り案内の領域で追加の案内装置を必要としないことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項９】
前記折りたたみベローズ（３）の一方のベローズ端部は移動可能な端体（２５）に配置され、及び他方のベローズ端部はハウジングに固定された保持リング（２１）に固持されていることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【請求項１０】
前記移動可能な端体（２５）は、前記折りたたみベローズ（３）の内部（２８）を前記蓄圧器ハウジング（１）の媒体接続部（７）に対して閉じて、円形に形成されており、前記蓄圧器ハウジング（１）の内壁部分（３５）と当接するための突出した案内部材を有し、及び前記端体（２５）の案内部材の間に媒体通路が延びていることを特徴とする、請求項〜９の何れか一項に記載のベローズ型蓄圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズ型蓄圧器、特に脈動減衰装置であって、蓄圧器ハウジング内に配置されて２つの媒体室を互いに分離する折りたたみベローズを有しており、折りたたみベローズのベローズ折り目は蓄圧器ハウジングの内壁に沿って少なくとも部分的に移動可能であるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のベローズ型蓄圧器は、先行技術であって、例えば特許文献１に例示されている。そのようなベローズ型蓄圧器は好適には、圧力流体中に発生する圧力ピークを低減又は平滑化するために、油圧システムにおいて脈動減衰装置として使用される。圧力ピークが高い周波数で発生し、折りたたみベローズに高い振動負荷を受ける応用においては、公知のベローズ型蓄圧器は限界に突き当たる。特に安全に関連するシステム、例えば航空機のフラップ又はコントロールユニットの油圧作動装置において、公知のベローズ型蓄圧器は運転安全性に対して課せられる要求事項に応えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７９８９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の問題に鑑み、本発明の課題は、高い脈動周波数においても好都合な運転特性と特に効果的な減衰作用を特徴とする、特に脈動減衰装置として使用可能なベローズ型蓄圧器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は本発明により、請求項１の特徴をその全体において有するベローズ型蓄圧器によって解決される。
【０００６】
請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質的な特性は、内部空間が形成されるようにベローズ折り目の外径が蓄圧器ハウジングの内壁の関係付けられた直径より僅かに小さくなるように選択されて、それらの内部空間が全体で少なくとも１種類の媒体に対する油圧減衰を形成することにある。直径差を小さく選択し、及びベローズの外側とハウジングの内壁との間に形成される隙間の幅を相応に小さく選択した場合に、連続する折り目の間隙の間にベローズ折り目の数に対応する多数の絞り部が形成されており、ベローズが移動して間隙の容積が変化すると、隙間の内部と間隙の内部にある媒体の部分がこれらの絞り部を貫流する。例えば、ねじ圧縮機によって供給される圧力流体の場合にそうであるように、特に周波数が高く振幅が比較的低い脈動が生じると、それによって折りたたみベローズの容積変化によってベローズ外側に引き起こされる減衰に加えて、油圧減衰が達成される。
【０００７】
有利な実施例において、油圧減衰を実現するために間隙の大きさは、ベローズの外径とハウジングの内壁直径との間の隙間内に媒体を取り入れることにより蓄圧器ハウジング内でベローズ折り目の滑り案内が達成されているように選択されている。なぜなら隙間幅が小さいと媒体によって形成された滑りフィルムを有する一種の滑り軸受が形成されているからである。
【０００８】
有利にはそのような滑り案内は、折りたたみベローズが蓄圧器ハウジングの長手方向軸に対して平行に移動するのを可能にし、長手方向軸に対して横断方向に移動するのを困難にすることができる。既述した公知の解決では折りたたみベローズを運転時に発生する過度な振動負荷から保護するために、ベローズの外側を包囲するスリーブ部材が設けられ、移動可能なベローズ端部に取り付けられてベローズに対する全周案内を形成しているのに対して、本発明によって設けられた滑り案内は静水圧滑り案内として作用する。そうすることによってベローズに対して過度な振動負荷からの保護が達成されており、公知の解決のスリーブ部材のようにベローズは移動可能な追加質量で負荷されることがないために、高い周波数で最適な応動特性及び減衰が保証されている。
【０００９】
有利な実施例において、ベローズ外側とこれに対応する蓄圧器ハウジングの内側との間の媒体室内に、粘度が高い媒体、例えばリン酸エステル油（ＨＦＤ−Ｒ）が存在でき、ベローズ内側には媒体として、窒素ガスなどのサドウガスが存在してよい。これらの媒体を使用すると、本発明によるベローズ型蓄圧器は、特に難燃性、低温運転限界などの安全上の規則が適用される航空技術用途に適している。
【００１０】
有利には隙間の大きさ若しくは隙間寸法は、３．０〜０．１５ｍｍの間、特に好適には低い油圧減衰に対する２．０ｍｍと、極端に高い油圧減衰に対する０．２５ｍｍとの間で選択できる。このように選択された隙間寸法において、それぞれのベローズ折り目の滑り案内と蓄圧器ハウジングの関係付けられた内壁との間の隙間は、少なくとも折りたたみベローズが引き伸ばされた状態で、２つの隣り合って配置されたベローズ折り目によって定まる減衰室に移行する。
【００１１】
有利な実施例において、折りたたみベローズの高さは引き伸ばされた状態で内径の１〜１．５倍であることができる。
【００１２】
特別有利には、折りたたみベローズは金属素材から形成されることができ、及び／又は折り目端部は先が尖った断面を有することができ、及び／又は折りたたみベローズは蓄圧器ハウジング内の滑り案内の領域で追加の案内装置を有する必要がない。
【００１３】
好適な構造において、折りたたみベローズの一方のベローズ端部は移動可能な端体に配置されており、他方のベローズ端部はハウジングに固定された保持リングに固持されている。
【００１４】
特別有利には、ここで移動可能な端体は、折りたたみベローズの内部を蓄圧器ハウジングの媒体接続部に対して閉じて、円形に形成されており、蓄圧器ハウジングの内壁部分と当接するための突出した案内部材を有しており、端体の案内部材の間に媒体通路が延びているように配置することができる。それゆえ移動可能なベローズ端部のために側方案内が形成されているにもかかわらず、ベローズ外側と蓄圧器ハウジングの内側との間には媒体室との流通が存続している。
【００１５】
以下に本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】折りたたみベローズが完全に引き伸ばされた状態で示されている、本発明によるベローズ型蓄圧器の実施例の縦断面図である。
【図２】図１にＩＩで表した区域の拡大図である。
【図３】同様に折りたたみベローズが完全に引き伸ばされた別の実施例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面を参照して本発明を、航空機の油圧システム内の圧力流体中に高い周波数で連続的に発生する圧力ピークを低減又は平滑化する脈動減衰装置の例で説明する。図１は、金属製折りたたみベローズ３を収容するハウジング主要部２を有する実施例の、全体を１で表す蓄圧器ハウジングを示している。ハウジング主要部２は、中央に配置された流通部７を除いて閉じられたポット底部５を備えた円筒形ポットの形状を有している。主要部２は反対側の、図１で上側の開いている端部に厚壁部９を有しており、その自由端部は溶接線１１に沿って金属製ハウジングカバー部１３と溶接されている。このハウジングカバー部１３は、中央に配置された充填口１５を除いて閉じられた凸状に湾曲したシェルの形状を有しており、充填口１５は溶接ナゲット１７によって閉鎖されている。
【００１８】
主要部２に収容された金属製折りたたみベローズ３は、図１の上側に位置する開いたベローズ端部で、その最後のベローズ折り目１９が金属製保持リング２１と溶接されている。保持リング２１は厚くされた周縁部２３を有しており、この厚くされた周縁部２３が主要部２とカバー部１３との間の溶接線１１をまたぐように蓄圧器ハウジング１に固持されている。溶接作業は電子溶接法（レーザ溶接）による融合によって、保持リング２１の周縁部２３も永久溶接されるように実施される。ベローズ３の反対側の下側端部は、金属製のプレート状端体２５によって閉じられており、これに最下層のベローズ折り目１９が溶接されている。
【００１９】
図１は、油側２７が空の場合に折りたたみベローズ３が完全に引き伸ばされた運転状態を示しており、付属の流通部７はねじ被せられた保護キャップ２９によって閉じられている。航空技術システムに使用する場合、ベローズ３は、油側２７にある粘性油圧流体、例えば航空技術装置のための難燃性液体として許可されているリン酸エステル油（ＨＦＤ−Ｒ）と、作動ガスなどの作動媒体、例えばベローズ３の内室及び保持リング２１の上方にあるハウジング部分によって形成している蓄圧器ハウジング１の気体側２８で予充填圧力下にある窒素ガスとの間の移動可能な隔離要素を形成する。
【００２０】
ベローズ容積を変化させる端体２５の軸方向移動のために、端体２５はその周縁部３１で、良好な滑り特性を有するプラスチック、例えばテトラフルオロエチレンから形成されたガイドリング３３によって案内されている。ガイドリング３３によって軸方向ガイドが形成されても、流通部７と境を接する油側２７からベローズ３の外側への流体通過を可能にして、ベローズ外側とハウジング内壁３５との間の隙間３７の領域も油側２７の一部であるようにするために、ガイドリング３３はフラットリングの形状を有している。このようなフラットリングは、先行技術について上述した文献の国際公開第２０１１／０７９８９０号の図２及び図３に表現され４７で表された、比較可能な機能を満たすガイドリングにおいて示されている。それによるとガイドリング３３には、全周に配設された半径方向に突出する案内部材が形成されており、これらの案内部材はハウジング内壁３５と接触しており、それらの間に流体通過のための半径方向に後退した空所がある。
【００２１】
図２から明瞭に見て取れるように、蓄圧器ハウジング１の主要部２の内壁３５と、ベローズ折り目１９の先端によって形成されるベローズ３の外径との間には隙間３７があり、その隙間寸法又は隙間幅は図２に矢印３９で明瞭に示されている。少なくとも完全に圧縮されていないベローズ３においてその折り目１９の間に間隙４１が形成されており、その容積は運転時にベローズの移動に応じて変化する。これらの間隙４１と共にベローズ外側とハウジング内壁３５との間に減衰室が油側２７の構成部材として形成されている。図２から見て取れるように、運転時にベローズ移動によって起こる折り目間隙４１の容積変化によって生じる流体流動に対して、折り目１９の先端とハウジング内壁３５との間にそれぞれ減衰スロットルが形成されており、選択された間隙寸法がスロットル断面積を規定する。そうすることによって作動ガスの圧力クッションに対して行われるベローズ移動に基づく脈動−減衰に加えて、ベローズ外側に油圧減衰が生じる。見やすさのために、図１及び図２には折り目１９及び折り目１９の間の間隙４１は全部に参照符号を付けていない。
【００２２】
隙間寸法は達成しようとする減衰に応じて、例えば間隙幅は比較的弱い減衰に対して２．０ｍｍ、又は強い減衰に対して０．２５ｍｍを選択できる。これらの小さい間隙幅と油側２７の高粘性媒体、例えばリン酸エステル油によって、ハウジング内壁３５とベローズ３の外側との間に滑りフィルムが形成されており、この滑りフィルムはハウジング１内でベローズ折り目１９の軸方向ガイドとして働き、振動負荷に対する折り目１９の保護を形成する。それゆえ本発明によるベローズ型蓄圧器は、高い周波数で連続的に発生する圧力ピークを有する流体に対する減衰装置として特別適している。本発明はそれゆえ高い周波数の脈動で使用するのにも適している。なぜならベローズ折り目１９の案内のために、上記の公知の解決でベローズに折り目を包囲するスリーブ部材が設けられているように、ベローズ３に追加の振動質量を取り付ける必要がないからである。
【００２３】
図３は変形した実施例を示しており、蓄圧器ハウジング１は円筒状の主要部２の上端部が、主要部２と関連する湾曲したカバー部材４５によって閉じられている。主要部２の下端部は、溶接線４７に沿って平坦なハウジング底４９によって閉じられている。ハウジング底４９は第１の実施例の底部５に対応しており、底部５と同様に圧力流体のための中央充填接続部７を有している。この実施例では金属製折りたたみベローズ３は底部４９に向かって開いていて、折りたたみベローズ３の内部は油側２７を形成している。この実施例ではベローズ３の開いた端部で最後のベローズ折り目１９と溶接された保持リング２１は、溶接線４７に沿ってハウジング主要部２の下端部に固持されたフラットリングによって形成されている。
【００２４】
第１の実施例におけるように、対向する最後のベローズ折り目１９と溶接されてベローズ３の閉じた端部を形成する端体２５は軸方向に移動可能である。第１の実施例におけるように、端体２５は周縁部３１に通過部を備えた案内体３３を有しているので、第１の実施例でハウジング内壁３５とベローズ３の外側との間に形成され図２で隙間寸法３９によって明示されている隙間３７は、折り目１９の間の間隙４１と共に減衰室を形成し、折り目１９の先端と内壁３５との間にそれぞれ、ベローズ３の移動と間隙４１の容積変化において行われる作動ガスの流動に対する絞り部が形成されている。第１の実施例におけるように、そうすることによってベローズ３の外側で追加の減衰が達成される。図１及び図２におけるように、図３でも折り目１９とそれらの間隙４１は見やすさのために前部に参照符号を付けていない。
【図１】
2018532081.tif 000003
【図２】
2018532081.tif 000004
【図３】
2018532081.tif 000005
【国際調査報告】
2018532081.tif 000006
2018532081.tif 000007
2018532081.tif 000008
2018532081.tif 000009