BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher, insbesondere Gaskolbenspei cher, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solcher Gaskolbenspeicher kann beispielhaft in einem Hydrauliksystem eines Automatikgetriebes eingesetzt werden. In diesem Fall können die Kupplungen und/oder Aktuatoren des Automatikgetriebes mit einem Spei cherdruck des Gaskolbenspeichers angesteuert werden. Der Speicherdruck kann in einer Größenordnung von zum Beispiel 30bar liegen. Ein derartiges Hydrauliksystem ist beispielhaft aus der DE 102014003083 A1 bekannt. Ein gattungsgemäßer Gaskolbenspeicher ist als eine Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, deren Hydraulikraum mit einer zu Kupplungen oder Aktuatoren führenden Hydraulikleitung verbunden ist. Auf den Hydraulikraum wirkt ein mit einer Vorspannkraft vorgespannter Druckkolben ein. Die Vorspannkraft kann beispielhaft durch einen Gasdruck erzielt werden, der am Druckkolben anliegt. Alternativ kann die Vorspannung auch durch eine Feder erzielt wer den. In einem ölentleerte Zustand drückt der Druckkolben mit seiner Kolben fläche sowie mit der Vorspannkraft gegen einen mechanischen Kolben- Anschlag des Hydraulikraums. In diesem Fall beabstandet der Kolben- Anschlag die Druckkolbenfläche über einen Restölspalt von einem Zylinder- boden des Gaskolbenspeichers, in den die Hydraulikleitung einmündet. Der mechanische Kolben-Anschlag ist im Stand der Technik meist als ein Siche rungsring realisiert, der am Innenumfang der Zylinderwand des Gaskolben speichers angeordnet ist. Im obigen gattungsgemäßen Gaskolbenspeicher liegt der Druckkolben im ölentleerten Zustand lediglich mit seinem Kolbenrand auf den Sicherungsring auf, und zwar unter Bildung einer flächenkleinen kreisringförmigen Auf standsfläche. Die geringe kreisringförmige Aufstandsfläche bietet keinen op timalen Kolben-Anschlag, so dass der Druckkolben auf Durchbiegung in den Restölspalt hinein beansprucht ist. Um eine solche Durchbiegung des Druck kolbens zu vermeiden, wird im Stand der Technik der Druckkolben massiv ausgeführt. Der Druckkolben weist somit ein entsprechend großes Bauteil gewicht mit erhöhter Massenträgheit und verringerter Dynamik auf.

Aus der DE 102015218624 A1 ist ein Kolbenspeicher bekannt. Aus der DE 102011 002692 A1 ist ein Hydraulikspeichersystem bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gaskolbenspeicher bereitzu stellen, dessen Betriebsfähigkeit im Vergleich zum Stand der Technik ver bessert ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist der Gaskolben speicher ein Dichtelement auf, das im ölentleerten Zustand des Gaskolben speichers den Restölspalt zumindest teilweise gegenüber der Hydrauliklei- tungs-Mündung druckdicht abtrennt. Auf diese Weise wird im ölentleerten Zustand eine Druckausgleichskammer gebildet, in der sich ein, der Durch biegung des Druckkolbens entgegenwirkender Ausgleichsdruck aufbaut. Er findungsgemäß wird somit ein hydraulischer Kolben-Anschlag durch ein in der Druckausgleichskammer eingesperrtes Ölpolster generiert, um den Druckkolben zu entlasten. Der in der Druckausgleichskammer aufgebaute Ausgleichsdruck wird mit Hilfe des Dichtelements, insbesondere ein Axial dichtring, in Form eines Ölpolsters bei entleertem Kolbenspeicher aufrecht erhalten. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen hydraulischen Kolben-Anschlags wird der Druckkolben im entleerten Zustand entlastet. Dadurch kann der Kolben leich ter gebaut werden, da stets auf beiden Seiten des Kolbens nahezu der glei che Druck anliegt. Die Gaskraft wirkt unterstützend und gewährleistet eine ausreichende Pressung des Dichtrings. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Gaskraft fortan in jeder Betriebssituation eine durch den Öldruck erzeugte Ausgleichskraft entgegenwirkt. Dadurch sinkt auch die Druckdiffe renz am Kolbendichtring. Ein Gasverlust am Kolbendichtring kann damit besser entgegengewirkt werden. In einer bevorzugten technischen Umset zung kann der Axialdichtring beispielsweise am Kolbenboden aufvulkanisiert sein. Alternativ dazu kann sich der Axialdichtring auch am Ölzulauf befinden.

Nachfolgend sind Erfindungsaspekte im Einzelnen hervorgehoben: So kann in einer technischen Umsetzung das Dichtelement (das heißt der Axialdicht ring) in Doppelfunktion auch einen mechanischen Anschlag bilden. Das Dich telement kann den Öffnungsrand der in den Hydraulikraum mündenden Hyd raulikleitung ringförmig umziehen. Im ölentleerten Zustand kann die, das Öl polster bildende Druckausgleichskammer sich ringförmig um den Öffnungs rand (das heißt Ölzulauf) der in den Hydraulikraum mündenden Hydrauliklei tung ziehen.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die, das Ölpolster bereitstel lende Druckausgleichskammer radial außen von einer Zylinderwand des Kolbenspeichers begrenzt sein und/oder radial innen vom Dichtelement (das heißt dem Axialdichtring) begrenzt sein, der den Zulauf der in den Hydraulik raum mündenden Hydraulikleitung umzieht.

Bevorzugt kann die auf den Druckkolben wirkende Vorspannkraft durch ei nen Gasdruck in einem Gasraum erzielt werden, der über den Druckkolben vom Hydraulikraum abgetrennt ist. Der Druckkolben kann über einen Radial ringspalt von der Innenseite der Zylinderwand des Gaskolbenspeichers be- abstandet sein. Am Außenumfang des Druckkolbens kann ein Kolbendicht ring ausgebildet sein, der den Radialringspalt überbrückt und den Hydraulik raum flüssigkeitsdicht vom Gasraum abtrennt. In diesem Fall liegt an der Gasseite des Kolbendichtrings der Gasdruck an, während an seiner Flydraulikseite der im Hydraulikraum vorherrschende Hyd raulikdruck anliegt. Im Hinblick auf eine Druckentlastung des Kolbendichtrings ist die folgende Konstruktion des Gaskolbenspeichers bevorzugt: So kann im ölentleerten Zustand sich die (das Ölpolster bildende) Druckausgleichskammer über den Radialringspalt sich bis zum Kolbendichtring erstrecken. Auf diese Weise wirkt im ölentleerten Zustand ein, der Gasdruck-Belastung entgegenwirken- der Ausgleichsdruck auf den Kolbendichtring.

Das Dichtelement (das heißt der Axialdichtring) kann beispielhaft am Zylin derboden angebunden sein. Alternativ dazu kann das Dichtelement auch an der Kolbenfläche des Druckkolbens angebunden sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beige fügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung ein Gaskolbenspeicher;

Fig. 2 und 3 jeweils vergrößertet Teilansichten des Gaskolbenspei chers im ölleeren Zustand; und

Fig. 4 und 5 jeweils Ansichten eines aus dem Stand der Technik be kannten Gaskolbenspeicher.

In der Fig. 1 ist ein Gaskolbenspeicher gezeigt, der als eine Kolben-Zylinder- Einheit ausgebildet ist. Der Gaskolbenspeicher weist eine Zylinderwand 1 auf, in der ein Druckkolben 3 axial verschiebbar geführt ist. Der Druckkolben 3 ist tassenförmig mit einem Kolbenboden 2 sowie mit einer davon hochge zogenen Umfangswand 4 ausgebildet und trennt einen Ölraum 5 von einem Gasraum 7 ab. In der Figur 1 ist der Druckkolben 3 in einer Zylinderwand 1 des Gaskolbenspeichers axial verstellbar geführt. Die Zylinderwand 1 des Gaskolbenspeichers geht oberseitig in eine Ringschulter über, in der ein Füllventil 6 verbaut ist, über das der Gasraum 7 mit einem Gas befüllbar ist.

Der über einen Radialringspalt r (nur in der Figur 3 gezeigt) von der Innensei te der Zylinderwand 1 des Gaskolbenspeichers beabstandete Druckkolben 3 ist mit einem Kolbendichtring 9 ausgebildet. Dieser überbrückt den Radial ringspalt r und trennt den Flydraulikraum 5 vom Gasraum 7 gas- und flüssig keitsdicht ab. Im Gasraum 7 wirkt ein Gasdruck pGas, der am Druckkolben 3 anliegt. Der Ölraum 5 ist in der Fig. 1 in der Axialrichtung begrenzt durch den Kolbenboden 2 des Druckkolbens 3 und durch einen Zylinderboden 13 des Gaskolbenspeichers, in den eine Hydraulikleitung 15 mit einem Ölzulauf 17 einmündet. In Radialrichtung ist der Hydraulikraum 5 umfangsseitig durch die Zylinderwand 1 begrenzt.

Der in der Fig. 1 gezeigte Gaskolbenspeicher weist zudem einen Axialdicht ring 19 auf, der am Zylinderboden 13 anvulkanisiert ist. Dieser ist mit großem Radialabstand zur Zylinderwand 1 positioniert und umzieht den Ölzulauf 17 ringförmig.

Nachfolgend wir im Hinblick auf ein einfacheres Verständnis der Erfindung zunächst ein aus dem Stand der Technik bekannter Gaskolbenspeicher ge mäß der Fig. 4 und 5 beschrieben: Demzufolge ist der in der Fig. 4 gezeigte Gaskolbenspeicher im Wesentlichen baugleich wie der in der Fig. 1 gezeigte Gaskolbenspeicher ausgeführt. Im Unterschied zur Fig. 1 weist der in der Fig. 4 gezeigte Gaskolbenspeicher keinen Axialdichtring 19 auf, sondern vielmehr einen Sicherungsring 21 , der am Innenumfang der Zylinderwand 1 angeordnet ist und als ein mechanischer Druckkolben-Anschlag wirkt. Bei einem ölentleerten Zustand (wie in der Fig. 5 dargestellt) drückt der Druck kolben 3 randseitig mit seinem Kolbenboden 2 mit der Vorspannkraft Fv ge gen den Sicherungsring 21. Der Kolbenboden 2 ist in der Figur 5 über einen Restölspalt 20 von dem Zylinderboden 13 des Gaskolbenspeichers beab- standet. Der Druckkolben 3 wird daher gemäß der Fig. 5 auf Durchbiegung D (mit gestrichelter Linie angedeutet) in den Restölspalt 20 hinein beansprucht. Eine solche Durchbiegung D kann die Betriebsfähigkeit des Gaskolbenspei chers beeinträchtigen.

Im Gegensatz dazu wird in der Figur 1 bis 3 ein solcher Sicherungsring 21 weggelassen. Anstelle dessen ist der Axialdichtring 19 eingebaut, der im ölentleerten Zustand des Gaskolbenspeichers den Restölspalt 20 gegenüber dem Ölzulauf 17 druckdicht abtrennt, und zwar unter Bildung einer Druck ausgleichskammer 23 (Figur 2 oder 3), in der ein Ölpolster eingesperrt ist. Auf diese Weise baut sich in der Druckausgleichskammer 23 ein, der Durch biegung D entgegenwirkender Ausgleichsdruck auf. Das in der Druckaus gleichskammer 23 eingesperrte Ölpolster wirkt somit als ein „hydraulischer“ Kolben-Anschlag, der im ölentleerten Zustand den Druckkolben 3 entlastet.

Wie aus der Fig. 2 weiter hervorgeht, ist die Druckausgleichskammer 23 in der Radialrichtung radial außen von der Zylinderwand 1 und radial innen von dem Axialdichtring 19 begrenzt. In der Axialrichtung betrachtet ist die Druck ausgleichskammer 23 von dem Kolbenboden 2 und vom Zylinderboden 13 begrenzt. Zudem erstreckt sich in der Fig. 2 die Druckausgleichskammer 23 über den Radialringspalt r bis unmittelbar zum Kolbendichtring 9. Auf diese Weise wirkt im ölentleerten Zustand (Fig. 3) eine, der Gasdruck-Belastung entgegenwirkende Ausgleichsdruckkraft FA auf den Kolbendichtring 9. Dadurch sinkt im ölentleerten Zustand die am Kolbendichtring 9 anliegende Druckdifferenz, wodurch ein Gasverlust am Kolbendichtring 9 reduziert oder vermieden werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Zylinderwand

2 Kolbenboden

3 Druckkolben

4 Kolben-Umfangswand

5 Hydraulikraum

7 Gasraum

9 Kolbendichtring

13 Zylinderboden

15 Hydraulikleitung

17 Öffnungsrand der in den Hydraulikraum mündenden Hydraulikleitung

19 Axialdichtring

20 Restölspalt

21 Sicherungsring

23 Druckausgleichskammer r Radialringspalt

PGas Gasdruck ps Speicherdruck

Fv Vorspannkraft

FA Druckausgleichkraft

D Durchbiegung