(19) |
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(11) |
EP 1 601 878 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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30.05.2007 Patentblatt 2007/22 |
(22) |
Anmeldetag: 17.01.2004 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2004/000335 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2004/081388 (23.09.2004 Gazette 2004/39) |
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(54) |
KOLBENSPEICHER
PISTON-TYPE ACCUMULATOR
ACCUMULATEUR A PISTON
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
11.03.2003 DE 10310428
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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07.12.2005 Patentblatt 2005/49 |
(73) |
Patentinhaber: HYDAC TECHNOLOGY GMBH |
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66280 Sulzbach/Saar (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- DORR, Walter
66333 Völklingen (DE)
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(74) |
Vertreter: Bartels, Martin Erich Arthur |
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Patentanwälte
Bartels und Partner,
Lange Strasse 51 70174 Stuttgart 70174 Stuttgart (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 721 067 US-A- 4 608 870
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DE-A- 19 539 551 US-A- 5 201 838
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 1999, Nr. 10, 31. August 1999 (1999-08-31) & JP 11 132204
A (TAIYO LTD), 18. Mai 1999 (1999-05-18)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 2000, Nr. 20, 10. Juli 2001 (2001-07-10) & JP 2001 082416
A (TAIYO LTD), 27. März 2001 (2001-03-27)
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenspeicher gemäß der Merkmalsausgestaltung des
Oberbegriffes des Patentanspruches 1, wie sie, unter anderem, in Verbindung mit Hydroanlagen
dazu vorgesehen sind, bestimmte Volumina unter Druck stehender Flüssigkeit (beispielsweise
Hydraulikmedium) aufzunehmen und diese bei Bedarf an die Anlage zurückzugeben. In
den meisten Hydroanlagen werden heutzutage hydropneumatische (gasbeaufschlagte) Speicher
eingesetzt, wobei das bewegliche Trennelement innerhalb des Speichergehäuses einen
Flüssigkeitsraum als den einen Arbeitsraum von einem Gasvorratsraum als dem weiteren
Arbeitsraum trennt. Als Arbeitsgas kommt regelmäßig Stickstoffgas zum Einsatz, und
der das gasdichte Trenn-element bildende Kolben erlaubt weitgehand eine Entkoppelung
von Gasvorratsraum zu Flüssigkeitsraum.
[0002] Der Flüssigkeitsteil steht mit dem Hydrokreislauf der Anlage in Verbindung, so dass
der Speicher beim Anstieg des Druckes Flüssigkeit aufnimmt und das Gas dabei komprimiert
wird. Bei sinkendem Druck dehnt sich das verdichtete Gas aus und verdrängt dabei die
gespeicherte Druckflüssigkeit zurück in den Hydrokreislauf. Durch die sich im Betrieb
ergebenden Veränderungen der Volumina von Gasvorratsraum und Flüssigkeitsraum ergibt
sich jeweils eine entsprechende Axialbewegung des Kolbens innerhalb des Speichergehäuses.
[0003] Für das gewünschte, einwandfreie Betriebsverhalten von Kolbenspeichern ist Voraussetzung,
dass der im Gasvorratsraum herrschende Gas-Vorfülldruck einen an das Druckniveau des
Flüssigkeitsteiles angepaßten Druckwert besitzt, so dass sich der Kolben an einer
geeigneten Stelle innerhalb des Zylindergehäuses befindet, so dass der Kolben die
erforderlichen Arbeitsbewegungen in Axialrichtung zwischen den Endpositionen im Speichergehäuse
ausführen kann.
[0004] Durch die DE 195 39 551 A sowie die US 4 608 870 A sind gattungsgemäße Kolbenspeicher
bekannt, der aufweist:
- ein Speichergehäuse in Form eines Zylinderrohres aus magnetisierbarem Werkstoff, das
eine Axialrichtung des Gehäuses definiert,
- einen Kolben, der im Zylinderrohr über einen Hubweg axial bewegbar ist und ein bewegliches
Trennelement bildet, das im Speichergehäuse zwei Arbeitsräume voneinander trennt,
- eine am Kolben angeordnete, ein Feld an der Wand des Zylinderrohres erzeugende Magnetanordnung
und
- eine an der Außenseite des Zylinderrohres befindliche Magnetfeldsensoreinrichtung,
die mindestens einen Hall-Sensor aufweist, der an der Außenseite des Zylinderrohres
angeordnet ist und der auf das von der Magnetanordnung mit Magnetkörpern am Kolben
erzeugte Feld anspricht, um die Position des Kolbens entlang des Hubweges zu ermitteln.
[0005] Des weiteren ist es durch die US 4 608 870 A bekannt, zwei Hall-Sensoren an der Außenseite
des Zylinderrohres in einem axialen Abstand voneinander anzuordnen. Bei den dahingehend
bekannten gattungsgemäßen Lösungen kann es für die Magnet- und Polschuhanordnung zu
Problemen kommen, sofern der Kolben auf einem Kolben-Gehäuseboden aufsetzt.
[0006] Durch Patent Abstracts of Japan Bd. 1999, Nr. 10, 31. August 1999 (1999-08-31) &
JP 11 132204 A (Taiyo Ltd), 18. Mai 1999 (1999-05-18) ist es bei einer hydraulischen
Zylinderanordnung mit Kolben, der aus dem Speichergehäuse herausgeführt ist bekannt,
im Sinne der Merkmalsausgestaltung des Unteranspruches 3, den Kolben aus nicht-magnetisierbarem
Werkstoff zu bilden, wobei die Magnetanordnung eine Mehrzahl von Dauermagneten aufweist,
die in einem radialen Abstand vom Umfang des Kolbens in einer zur Längsachse des Kolbens
konzentrischen Reihe mit zueinander gleicher Polarität so angeordnet sind, dass sich
ihre Polachsen parallel zur Längsachse erstrecken.
[0007] Durch Patent Abstracts of Japan Bd. 2000, Nr. 20, 10. Juli 2001 (2001-7-10) & JP
2001 082416 A (Taiyo Ltd.), 27. März 2001 (2001-03-27) ist es bekannt, eine Reihe
an Dauermagneten aus kreiszylindrischen Magnetkörpern mit entlang ihrer Zylinderachse
verlaufender Polachse auszubilden, die in gleichen Winkelabständen voneinander um
den Umfang des Kolbens verteilt angeordnet sind. Bei solcher Lage der Polachsen führt
die Einleitung des magnetischen Flusses in die Wand des aus magnetisierbarem Werkstoff
bestehenden Zylinderrohres zu einem Feldlinienverlauf, bei dem sich ein hoher Anteil
der Feldlinien in Längsrichtung erstreckt. Kolbenbewegungen in der ein oder anderen
Axialrichtung ergeben daher aufgrund der Annäherung an den einen oder anderen Hall-Sensor
signifikante, durch den Hall-Effekt bewirkte Signaländerungen.
[0008] Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Kolbenspeicher zu
schaffen, der während des Betriebes zum einen eine Feststellung der Größe der Volumina
der Arbeitsräume und damit der Position des Kolbens auf einfache Weise ermöglicht
und der darüber hinaus die Magnetanordnung bei Betrieb des Speichers sichert. Eine
dahingehende Aufgabe löst ein Kolbenspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 in seiner Gesamtheit.
[0009] Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Magnetkörper
zwischen an ihren Polendflächen anliegenden Ringkörpern aus magnetisierbarem Werkstoff
gehalten sind, die den Kolben in einem Umfangsabschnitt umgeben, der einen geringeren
Durchmesser besitzt als der an der Innenwand des Zylinderrohres geführte Umfangsabschnitt,
und der Kolben am Übergang zwischen dem am Zylinderrohr geführten Umfangsabschnitt
und dem im Durchmesser demgegenüber verringerten Umfangsabschnitt eine Radialebene
definierende Schulterfläche als Anlagefläche für ein Dämpfungselement bildet, an dessen
der Schulterfläche gegenüberliegenden Seite der benachbarte Ringkörper anliegt, steht
für die Anzeige der Kolbenposition ein elektrisches Signal zur Verfügung, was vorteilhafte
Möglichkeiten der Gestaltung der Positionsanzeige eröffnet, beispielsweise in Form
einer signalgesteuerten optischen und/oder akustischen Anzeige, gegebenenfalls auch
in Form einer Fernanzeige. Ferner sichert das in der Radialebene der Kolbenanordnung
liegende Dämpfungselement die Magnetanordnung bei einem etwaigen Aufstoßen des Kolbens
auf dem Kolben-Gehäuseboden des Speichergehäuses, was insoweit einer sicheren Überwachung
für den Betriebszustand des Speichers entgegenkommt.
[0010] Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Dauermagnete am Kolben
zwischen Ringkörpern aus magnetisierbarem Werkstoff gehalten, die an den Polenden
der Dauermagente anliegen. Diese Ringkörper aus magnetisierbarem Werkstoff können
so gestaltet sein, dass sie mit Teilen ihrer Umfangsbereiche an die Innenwand des
Zylinderrohres angenähert sind und Polschuhe für das Einleiten magnetischen Flusses
in die Wand des Zylinderrohres bilden.
[0011] Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
im einzelnen erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 einen schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Kolbenspeichers;
o Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 in etwas größerem Maßstab gezeichneten Längsschnitt
nur des Kolbens des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 und
o Fig. 3 eine in gleichem Maßstab wie Fig. 2 gezeichnete Draufsicht des einen der
beiden auf dem Kolben des Ausführungsbeispieles sitzenden, einen Polschuh der kolbenseitigen
Magnetanordnung bildenden Ringkörpers.
[0012] Das Speichergehäuse des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles des
erfindungsgemäßen Kolbenspeichers weist ein kreisrundes Zylinderrohr 1 aus magnetisierbarem
Werkstoff auf, beispielsweise aus einer Stahllegierung. Im Zylinderrohr 1 ist ein
Kolben 3 aus nicht-magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise einem nicht-magnetisierbarem
Stahl (Edelstahl) oder einer Aluminiumlegierung oder dergleichen, in Axialrichtung
hin und her verfahrbar, die durch eine Längsachse 5 angedeutet ist. Der Kolben 3 dient
als bewegliches Trennelement zwischen zwei im Zylinderrohr 1 befindlichen Arbeitsräumen,
beim Ausführungsbeispiel einem Gasvorratsraum 7 und einem Fluidraum 9.
[0013] An dem den Gasvorratsraum 7 abschließenden Ende ist das Zylinderrohr 1 durch einen
eingeschraubten Zylinderdeckel 11 abgeschlossen. Dieser ist durch einen Gaskanal 13
durchzogen, an dem ein Gasventil oder eine Füllarmatur anschließbar ist (beides nicht
dargestellt). In ähnlicher Weise ist das Zylinderrohr 1 an dem dem Fluidraum 9 zugeordneten
Ende durch einen eingeschraubten Deckel 15 abgeschlossen, der einen zentralen Fluiddurchlaß
17 aufweist.
[0014] Der Kolben 3 weist eine trogartige innere Mulde 19 auf, die zur Achse 5 konzentrisch
und an dem dem Gasvorratsraum 7 zugewandten Kolbenende offen ist, so dass sie das
Volumen des Gasvorratsraumes 7 vergrößert. An der das offene Ende der Mulde 19 aufweisenden
Kolbenseite weist der Kolben 3 einen Umfangsabschnitt 21 auf, der gegenüber einem
anschließenden Umfangsabschnitt 23, der sich bis zu dem dem Fluidraum 9 zugewandten
Kolbenende erstreckt, einen verringerten Außendurchmesser besitzt. Der letztgenannte
Umfangsabschnitt 23 ist im Außendurchmesser an den Innendurchmesser des Zylinderrohres
1 so angepaßt, dass er an der Innenseite des Zylinderrohres 1 gasdicht geführt ist.
Zu diesem Zwecke weist der Umfangsabschnitt 23 umfängliche Ringnuten auf, in denen
Kolbendichtungen 25 und eine Kolbenführungsleiste 27 sitzen, die von bei Kolbenspeichern
üblicher Bauart sind.
[0015] Auf dem den verringerten Außendurchmesser aufweisenden Umfangsabschnitt 21 des Kolben
3 befinden sich Ringkörper 29 und 31, die beide aus magnetisierbarem Werkstoff gefertigt
sind. Der in Fig. 1 und 2 untenliegend eingezeichnete Ringkörper 31 ist in Fig. 3
gesondert in Draufsicht dargestellt. Wie aus dieser Fig. zu ersehen ist, weist die
Oberseite des Ringkörpers 31 eine sich entlang von dessen Umfang und konzentrisch
erstreckende Reihe von Einsenkungen 33 (die in Fig. 3 nicht sämtliche gezeichnet sind)
auf, die kreisrunde Vertiefungen geringer Tiefe bilden und in regelmäßigen Winkelabständen
längs des gesamten Umfangs angeordnet sind, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel
22 Einsenkungen 33 vorgesehen sind. Die durch die Einsenkungen 33 gebildeten Vertiefungen
dienen als Sitz für je einen kreiszylindrischen Dauermagnetkörper 35, deren Polachsen
parallel zur Längsachse 5 verlaufen und die mit ihrer Polendfläche am Boden der Einsenkungen
33 anliegen.
[0016] Der zum Ringkörper 31 spiegelbildlich ausgebildete, in den Fig. obere Ringkörper
29, weist ebenfalls entsprechende Einsenkungen 33 auf, die den Sitz für die in der
Fig. oben liegenden Polendflächen der Dauermagnetkörper 35 bilden. Die Reihe der Magnetkörper
35 ist daher zwischen den Ringkörpern 29 und 31 eingespannt. Ein Schraubring 37 der
auf ein Außengewinde 39 am benachbarten Kolbenende aufgeschraubt ist, hält die Ringkörper
29 und 31 in Anlage an den Magnetkörpern 35 und in Anlage an einem Dämpfungselement
41, das zwischen unteren Ringkörper 31 und einer Schulterfläche 43 eingefügt ist,
die eine in einer Radialebene liegende Planfläche am Übergang zwischen den Umfangsabschnitten
21 und 23 des Kolbens 3 bildet. Das Dämpfungselement 41 sichert die Magnet- und Polschuhanordnung
bei einem etwaigen Aufstoßen des Kolbens 3 auf den nicht näher dargestellten Kolben-Gehäuseboden.
[0017] Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, weisen die Ringkörper 29 und 31 in ihrem an
die Magnetkörper 35 angrenzenden Umfangsbereich 45 einen Außendurchmesser auf, durch
den sich ein radialer Abstand zum Zylinderrohr 1 ergibt, so dass ein Freiraum zur
Aufnahme nicht-magnetisierbarer Führungs- und Dichtelemente 47 (siehe Fig. 2) gebildet
ist. In ihrem von den Magnetkörpern 35 weiter entfernten Umfangsbereich 49 ist der
Außendurchmesser der Ringkörper 29 und 31 an den Innendurchmesser des Zylinderrohres
1 angenähert. Bei dieser Konfiguration bilden die Ringkörper 29 und 31 Polschuhe für
das Einleiten des magnetischen Flusses in die Wand des Zylinderrohres 1 über die daran
angenäherten Umfangsbereiche 49.
[0018] Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind an der Außenseite des Zylinderrohres 1 zwei Hall-Sensoren
51 angebracht, die auf Änderungen des Magnetfeldes ansprechen, wie sie sich ergeben,
wenn sich der Kolben 3 mit der an ihm befindlichen Magnetanordnung längs seines Hubweges
im Zylinderrohr 1 bewegt. Wie durch die in Fig. 1 mit 53 bezeichneten Anschlußkabel
der Hall-Sensoren 51 verdeutlicht, sind diese am Zylinderrohr 1 in zueinander entgegengesetzter
Orientierung angebracht, so dass eine Annäherung des Kolbens 3 an seine obere Endlage
und an seine untere Endlage, was einer Verstärkung des Magnetfeldes mit jeweils verschiedener
Polarität der Feldlinien am betreffenden Hall-Sensor 51 entspricht, jeweils zu einem
positiven Signalanstieg der Hall-Spannung führt. Wie aus Fig. 1 ebenfalls zu ersehen
ist, sind die Hall-Sensoren 51 in solchem axialen Abstand voneinander angeordnet,
dass sich der eine Hall-Sensor 51 in dem Bereich befindet, in dem die Magnetkörper
35 bei der einen Endlage des Kolbens 3 gelegen sind, und der andere Hall-Sensor 51,
zum anderen Ende des Zylinderrohres 1 hin versetzt, in einem Bereich angebracht ist,
wo sich die Magnetkörper 35 des Kolbens 3 bei dessen anderer Endlage befinden.
[0019] Es versteht sich, dass die von den Hall-Sensoren 51 erzeugten, die Position des Kolbens
3 kennzeichnenden Hall-Spannungen auf beliebige geeignete Weise zur Gewinnung der
Positionsanzeige des Kolbens 3 verarbeitet werden können. Durch die Einleitung des
magnetischen Flusses der Magnetkörper 35 in die Wand des Zylinderrohres 1 über die
als Polschuhe fungierenden Ringkörper 29 und 31 ergeben sich signifikante Signalwerte
aufgrund des Hall-Effektes. Es versteht sich, dass die Einkoppelung des Flusses über
die als Polschuh dienenden Ringkörper 29 und 31 lediglich so stark gewählt zu sein
braucht, dass ausreichende Signalwerte erreicht werden. Um zu vermeiden, dass sich
aufgrund des magnetischen Flusses stärkere, gegebenenfalls störende Magnetkrafteinflüsse
zwischen der Magnetanordnung am Kolben 3 und dem Zylinderrohr 1 ergeben könnten, kann
eine Entkoppelung auf für die Anzeigezwecke ausreichende Werte vorgesehen sein, indem
beispielsweise ein geringer Luftspalt zwischen den Umfangsbereichen 49 und dem Zylinderrohr
1 vorgesehen wird oder zwischen Umfangsbereich 49 und Zylinderrohr 1 ein dünnwandiges
Kolbenführungsmittel nicht-magnetisierbaren Werkstoffes eingefügt wird.
[0020] Bei einer geänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbenspeichers besteht
auch die Möglichkeit, die Einsenkungen 33 wegzulassen und die beiden Ringkörper 29
und 31 sind dann an ihren einander zugewandten Seiten plan ausgebildet, wobei die
zylindrisch ausgebildeten Magnetkörper 35 sich dann zwischen den beiden Planflächen
der Ringkörper 29 und 31 mit radialen Abständen zueinander axial erstrecken. Die dahingehende
Anordnung ist dem Grunde nach in Fig.3 in der Draufsicht wiedergegeben, sofern man
anstelle der Einsenkungen 33 die Oberseite der zylindrischen Magnetkörper 35 annehmen
würde.
[0021] Anstelle der in der Fig.1 gezeigten beiden Hall-Sensoren 51 kann auch nur ein Hall-Sensor
51 zur Positionsüberwachung oder Bestimmung des Kolbens 3 vorgesehen sein. In Abhängigkeit
der Aufgabenstellung können auch mehr als zwei Hall-Sensoren 51 die jeweilige Verfahrposition
des Kolbens 3 überwachen und an eine entsprechende Auswerteelektronik weiterleiten.
Demgemäß ist mit der erfindungsgemäßen Lösung auch eine Endlagenüberwachung des Kolbens
3 durch die beiden Hall-Sensoren 51 gemäß der Darstellung nach der Fig.1 möglich.
1. Kolbenspeicher, der aufweist:
a) ein Speichergehäuse in Form eines Zylinderrohres (1) aus magnetisierbarem Werkstoff,
das eine Axialrichtung des Gehäuses definiert,
b) einen Kolben (3), der im Zylinderrohr (1) über einen Hubweg axial bewegbar ist
und ein bewegliches Trennelement bildet, das im Speichergehäuse zwei Arbeitsräume
(7,9) voneinander trennt,
c) eine am Kolben (3) angeordnete, ein Feld an der Wand des Zylinderrohres (1) erzeugende
Magnetanordnung (29,31,35) und
d) eine an der Außenseite des Zylinderrohres (1) befindliche Magnetfeldsensoreinrichtung,
die mindestens einen Hall-Sensor (51) aufweist, der an der Außenseite des Zylinderrohres
(1) angeordnet ist und der auf das von der Magnetanordnung (29,31,35) mit Magnetkörpern
(35) am Kolben (3) erzeugte Feld anspricht, um die Position des Kolbens (3) entlang
des Hubweges zu ermitteln,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Magnetkörper (35) zwischen an ihren Polendflächen anliegenden Ringkörpern (29,31)
aus magnetisierbarem Werkstoff gehalten sind, die den Kolben (3) in einem Umfangsabschnitt
(21) umgeben, der einen geringeren Durchmesser besitzt als der an der Innenwand des
Zylinderrohres (1) geführte Umfangsabschnitt (23), und
- der Kolben (3) am Übergang zwischen dem am Zylinderrohr (1) geführten Umfangsabschnitt
(23) und dem im Durchmesser demgegenüber verringerten Umfangsabschnitt (21) eine Radialebene
definierende Schulterfläche (43) als Anlagefläche für ein Dämpfungselement (41) bildet,
an dessen der Schulterfläche (43) gegenüberliegender Seite der benachbarte Ringkörper
(31) anliegt.
2. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hall-Sensoren (51) an der Außenseite des Zylinderrohres (1) in einem axialen
Abstand voneinander angeordnet sind.
3. Kolbenspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) aus nicht-magnetisierbarem Werkstoff gebildet ist und dass die Magnetanordnung
eine Mehrzahl von Dauermagneten (35) aufweist, die in einem radialen Abstand vom Umfang
des Kolbens (3) in einer zur Längsachse (5) des Kolbens (3) konzentrischen Reihe mit
zueinander gleicher Polarität so angeordnet sind, dass sich ihre Polachsen parallel
zur Längsachse (5) erstrecken.
4. Kolbenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe der Dauermagnete aus kreiszylindrischen Magnetkörpern (35) mit entlang
ihrer Zylinderachse verlaufender Polachse gebildet ist, die in gleichen Winkelabständen
voneinander um den Umfang des Kolbens (3) verteilt angeordnet sind.
5. Kolbenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper (29,31) in ihrem an die Magnetkörper (35) angrenzenden Umfangsbereich
(45) einen einen radialen Abstand zum Zylinderrohr (1) bildenden Außendurchmesser
und im von den Magnetkörpern (35) weiter entfernten Umfangsbereich (49) einen an das
Zylinderrohr (1) angenäherten Außendurchmesser aufweisen, mit dem die Ringkörper (29,31)
Polschuhe zum Einleiten magnetischen Flusses in die Wand des Zylinderrohres (1) bilden.
6. Kolbenspeicher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper (29,31) durch einen Schraubring (37) zusammen- und an dem Dämpfungselement
(41) in Anlage gehalten sind, der auf ein Außengewinde (39) am Ende des im Durchmesser
verringerten Umfangsabschnittes (21) des Kolbens (3) aufgeschraubt ist.
7. Kolbenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hall-Sensoren (51) am Zylinderrohr (1) in Axialstellungen angeordnet sind, die
einer vorgebbaren Position des Kolbens (3) bzw. der anderen vorgebbaren Position des
Kolbens (3) bei dessen Bewegung über den gesamten Hubweg entsprechen.
8. Kolbenspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils vorgebbare Position den möglichen Endlagen des Kolbens (3) entspricht.
1. Piston store, comprising:
a) a storage housing in the form of a cylinder pipe (1) made from a magnetisable material,
defining an axial direction of the housing,
b) a piston (3), axially movable along a stroke path within a cylinder pipe (1) for
forming a moveable separating element, which separates two working chambers (7, 9)
from each other within the storage housing,
c) a magnet arrangement (29, 31, 35) located on the piston (3) and generating a field
on the wall of the cylinder pipe (1), and
d) a magnetic field sensor means located on the outside of the cylinder pipe (1),
the same comprising at least one Hall sensor (51) located on the outside of the cylinder
pipe (1), and reacting to the field created by the magnetic arrangement (29, 31, 35)
with the magnetic bodies (35) on the piston (3) for detecting the position of the
piston (3) along its stroke path,
characterised in that
- the magnetic bodies (35) are held between annular bodies (29, 31) made from a magnetisable
material abutting against their pole end surfaces, which surround the piston (3) in
a circumference section (21), the same comprising a smaller diameter than the circumference
section (23) located on the internal wall of the cylinder pipe (1), and
- the piston (3) forms a shoulder surface (43) defining a radial plane as an abutment
surface for a damping element (41) at the transition point between the circumference
section (23) located on the cylinder pipe (1) and the circumference section (21) with
the smaller diameter, against the side opposite the shoulder surface (43) of which
the annular body (31) abuts.
2. Piston store according to Claim 1, characterised in that two Hall sensors (51) are located at an axial distance from each other on the outside
of the cylinder pipe (1).
3. Piston store according to Claim 1 or 2, characterised in that the piston (3) is made from a non-magnetisable material, and in that the magnet arrangement comprises a multitude of permanent magnets (35) arranged at
a radial distance from the circumference of the piston (3) in a concentric row along
the longitudinal axis (5) of the piston (3) with equal polarity to each other, so
that their pole axis extends parallel to the longitudinal axis (5).
4. Piston store according to Claim 3, characterised in that the row of permanent magnets is formed from circular cylindrical magnetic bodies
(35) with a pole axis extending along their cylinder axis, the same being located
at equal angle distances from each other around the circumference of the piston (3).
5. Piston store according to one of the Claims 1 to 4, characterised in that the annular bodies (29, 31) comprise an external diameter forming a radial distance
to the cylinder pipe (1) in their circumference section (45) adjacent to the magnetic
bodies (35), and an external diameter similar to that of the cylinder pipe (1) in
the circumference section (49) further removed from the magnetic bodies (35), with
which the annular bodies (29, 31) form pole shoes for inducing a magnetic flow into
the wall of the cylinder pipe (1).
6. Piston store according to Claims 1 to 5, characterised in that the annular bodies (29, 31) are held together and in abutment against the damping
element (41) by means of a screw ring (37) which is screwed onto an external thread
(39) at the end of the circumference section (21) of the piston (3) with the reduced
diameter.
7. Piston store according to one of the Claims 1 to 6, characterised in that the Hall sensors (51) are located in axial positions on the cylinder pipe (1), the
same equalling a pre-determinable position of the piston (3), e.g. the other pre-determinable
position of the piston (3) during its movement along the entire stroke path of the
same.
8. Piston store according to Claim 7, characterised in that the relevant pre-determinable position equals the possible end position of the piston
(3)
1. Accumulateur à piston qui comporte :
a) une enveloppe d'accumulateur sous la forme d'un tube (1) cylindrique en matériau
magnétisable, qui définit une direction axiale de l'enveloppe,
b) un piston (3) qui peut. être déplacé axialement dans le tube (1) cylindrique sur
un trajet de course et qui forme un élément de séparation mobile, qui sépare l'une
de l'autre deux chambres (7, 9) de travail dans l'enveloppe d'accumulateur,
c) un dispositif (29, 31, 35) magnétique disposé sur le piston (3) et produisant un
champ sur la paroi du tube (1) cylindrique, et
d) un dispositif de capteur de champ magnétique, qui se trouve sur la face extérieure
du tube (1) cylindrique et qui a au moins un capteur (51) de Hall, disposé sur la
face extérieure du tube (1) cylindrique et sensible au champ produit par le dispositif
(29, 31, 35) magnétique ayant des pièces (35) magnétiques sur le piston (3), pour
déterminer la position du piston (3) le long du trajet de course,
caractérisé en ce que
- les pièces (35) magnétiques sont maintenues entre des pièces (29, 31) annulaires
en matériau magnétisable qui se trouvent entre leurs faces d'extrémité polaire et
qui entourent le piston (3) dans une partie (21) périphérique ayant un diamètre plus
petit que la partie (23) périphérique guidée sur la paroi intérieure du tube (1) cylindrique,
et
- le piston (3) forme à la transition entre la partie (23) périphérique guidée sur
le tube (1) cylindrique et la partie (21) périphérique de moindre diamètre que celle-ci
une surface (43) d'épaulement définissant un plan radial en tant que surface d'appui
d'un élément (41) d'amortissement sur la face opposée à la surface (43) d'épaulement
duquel s'applique la pièce (31) annulaire voisine.
2. Accumulateur à piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux capteurs (51) de Hall sont disposés à distance axiale l'un de l'autre sur la
face extérieure du tube (1) cylindrique.
3. Accumulateur à piston suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston (3) est en matériau non magnétisable et en ce que le dispositif magnétique a une multiplicité d'aimants (35) permanents qui sont disposés
à une distance radiale de la périphérie du piston (3) suivant une rangée concentrique
à l'axe (5) longitudinal du piston (3), en ayant les uns par rapport aux autres la
même polarité de façon à ce que leur axe polaire s'étende parallèlement à l'axe (5)
longitudinal.
4. Accumulateur à piston suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la rangée des aimants permanents est formée de pièces (35) magnétiques cylindriques
de section circulaire ayant un axe polaire s'étendant le long de leur axe cylindrique
et réparties équi-angulairement sur la circonférence du piston (3).
5. Accumulateur à piston suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pièces (29, 31) annulaires ont, dans leur partie (45) périphérique adjacente
aux pièces (35) magnétiques, un diamètre extérieur donnant une distance radiale au
tube (1) cylindrique et, dans la partie (49) périphérique plus éloignée des pièces
(35) magnétiques, un diamètre extérieur se rapprochant de celui du tube (1) cylindrique
et par lequel les pièces (29, 31) annulaires forment des sabots polaires pour faire
passer du flux magnétique dans la paroi du tube (1) cylindrique.
6. Accumulateur à piston suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces (29, 31) annulaires sont maintenues en position ensemble et sur l'élément
(41) d'amortissement par un anneau (37) taraudé qui se visse sur un filetage (39)
de l'extrémité de la partie (21) périphérique du piston de moindre diamètre.
7. Accumulateur à piston suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les capteurs (51) de Hall sont disposés sur le tube (1) cylindrique en des positions
axiales qui correspondent à une position pouvant être prescrite du piston (3) ou de
l'autre position du piston (3) pouvant être prescrite lors de son mouvement sur tout
le trajet de course.
8. Accumulateur à piston suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque position pouvant être prescrite correspond à la position d'extrémité possible
du piston (3).