DE102011009326A1 - Hydropneumatic accumulator i.e. twin-piston accumulator, for emergency operation of hydraulic actuators, has attachment structure arranged on outer side of sealing element which is attached at inner wall of storage housing - Google Patents

Hydropneumatic accumulator i.e. twin-piston accumulator, for emergency operation of hydraulic actuators, has attachment structure arranged on outer side of sealing element which is attached at inner wall of storage housing Download PDF

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Abstract

The accumulator (1) has a sealing element (13) comprising a ring seated in an annular groove (17) formed on the circumference of a piston (5). An attachment structure is arranged on an outer side of the sealing element which is attached at an inner wall (15) of a storage housing, such that parts of the outer side of the sealing element are attached with the inner wall of the storage housing, and parts of the attachment structure have a defined functional spacing with the inner wall of the storage housing in a radial direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher mit einem in einem Speichergehäuse in Axialrichtung bewegbaren Kolben, der einen ersten Arbeitsraum von einem zweiten Arbeitsraum in dem Speichergehäuse trennt, wobei entlang des Umfanges des Kolbens mindestens ein Dichtelement zur Abdichtung des ersten von dem zweiten Arbeitsraum an einer Speichergehäuseinnenwand mit Bewegung des Kolbens in gleitender Weise anliegend angeordnet ist, und wobei das Dichtelement aus einem, in einer Ringnut des Kolbenumfangs sitzenden, eine blockartige Hüllform seines Querschnitts aufweisenden Ring gebildet ist, an dessen einer radial außenliegenden Ringfläche in zumindest einer Axialrichtung eine vorkragende Abstreifeinrichtung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Dichtelement, insbesondere für die Verwendung in einem Hydrospeicher gemäß dem Inhalt des Patentanspruches 13.The invention relates to a hydraulic accumulator having a piston movable in a storage housing in the axial direction, which separates a first working space from a second working space in the storage housing, along the circumference of the piston at least one sealing element for sealing the first of the second working space on a storage housing inner wall with movement the piston is arranged in a slidably fitting manner, and wherein the sealing element is formed from a, in an annular groove of the piston circumference, a block-like shell shape of its cross-section having ring on which a radially outer annular surface in at least one axial direction, a protruding scraper is arranged. The invention further relates to a sealing element, in particular for use in a hydraulic accumulator according to the content of claim 13.

Hydrospeicher in Form von Kolbenspeichern sind handelsüblich und finden in hydraulischen Anlagen für verschiedenste Aufgaben Anwendung. Beispielsweise eignen sich derartige Kolbenspeicher zur Notbetätigung von hydraulischen Aktuatoren, zur Energiespeicherung, zur Leckölkompensation, zur Schwingungsabsorption und Pulsationsdämpfung in Leitungen derartiger hydraulischer Anlagen.Hydraulic accumulators in the form of piston accumulators are commercially available and are used in hydraulic systems for a wide variety of tasks. For example, such piston accumulators are suitable for emergency actuation of hydraulic actuators, for energy storage, for leakage oil compensation, for vibration absorption and pulsation damping in lines of such hydraulic systems.

Dabei spielt das Langzeitverhalten, insbesondere betreffend das Abdichtverhalten über eine längere Einsatzdauer der in den Kolben eingesetzten Dichtelemente, die die Abdichtung zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum bewirken, für den wirtschaftlichen und betriebssicheren Einsatz derartiger Kolbenspeicher eine große Rolle. Um ein diesbezüglich befriedigendes Betriebsverhalten zu gewährleisten, muß sichergestellt sein, dass über die gesamte Betriebslebensdauer des Kolbenspeichers ein ungewollter Druckmittelübertritt von einem normalerweise Hydrauliköl enthaltenden Arbeitsraum zu dem, dem Kolben gegenüberliegenden Arbeitsraum, welcher normalerweise ein Arbeitsgas enthält, minimiert ist.In this case, the long-term behavior, in particular concerning the sealing behavior over a longer period of use of the sealing elements used in the piston, which cause the seal between the first working space and the second working space, for the economical and reliable use of such piston accumulator plays a major role. In order to ensure a satisfactory operating behavior in this regard, it must be ensured that over the entire service life of the piston accumulator an undesired pressure medium transfer from a working space normally containing hydraulic oil is minimized to the working chamber opposite the piston, which normally contains a working gas.

Bekannte Hydrospeicher weisen Dichtelemente, insbesondere in Kolbenumfangsnuten eingelegte Dichtelemente auf, deren Querschnittsgestaltung entweder ein Trockenlaufen des Kolbens an der Wand des Speichergehäuses verhindert oder einen unzulässig hohen Austrag von Druckmittel aus der einen Arbeitskammer in die mit Arbeitsgas gefüllte andere Arbeitskammer verhindert.Known hydraulic accumulators have sealing elements, in particular inserted in Kolbenumfangsnuten sealing elements whose cross-sectional design either prevents dry running of the piston on the wall of the storage enclosure or prevents an inadmissibly high discharge of pressure medium from the one working chamber into the working gas filled with other working chamber.

Die EP 1 552 162 B1 beschreibt einen Hydrospeicher mit einem, in einem Speichergehäuse in dessen Axialrichtung bewegbaren, eine Gasseite von einer Fluidseite des Speichergehäuses trennenden Kolben, an dessen Umfang für die Zusammenwirkung mit der Wand des Speichergehäuses vorgesehene Führungselemente und zumindest ein Dichtelement vorhanden sind, das, in Axialrichtung zu den Führungselementen versetzt, in dem zwischen diesen gelegenen Umfangsabschnitt des Kolbens angeordnet ist, wobei zwischen demjenigen Führungselement, das der an die Fluidseite angrenzenden Kolbenseite nächstgelegen ist, und dem in Axialrichtung nachfolgenden, in Axialrichtung zur Gasseite hin versetzten Dichtelement ein Druckaugleichskanal am Kolbenumfang mündet, der im Kolben einen Fluidweg zur Fluidseite hin bildet, und wobei im Druckausgleichskanal eine dessen Durchlassquerschnitt verkleinernde Einrichtung vorgesehen ist.The EP 1 552 162 B1 describes a hydraulic accumulator with a, in a storage housing in the axial direction movable, a gas side of a fluid side of the storage housing separating piston, on the periphery of which provided for cooperation with the wall of the storage housing guide elements and at least one sealing element are provided, which, in the axial direction to the Guiding elements offset in which disposed between these peripheral portion of the piston, wherein between the guide member, which is the fluid side adjacent the piston side nearest, and the axially following, offset in the axial direction of the gas side sealing element, a pressure equalization channel opens at the piston circumference in the Piston forms a fluid path to the fluid side, and wherein in the pressure-equalizing a passage whose passage cross-section reducing means is provided.

Die bekannten Dichtmittel in Kolbenspeichern sind nicht immer in der Lage, Feststoffpartikel, die sich an den Gleitflächen des Kolbens und der Wand des Speichergehäuses befinden, an ihrer abrasiven Wirkung an den betreffenden Gleitflächen der dahingehenden Gleitpassung zu hindern.The known sealing means in piston accumulators are not always able to prevent solid particles, which are located on the sliding surfaces of the piston and the wall of the accumulator housing, from their abrasive effect on the relevant sliding surfaces of the pertinent sliding fit.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrospeicher mit einem, in einem Speichergehäuse in Axialrichtung bewegbaren Kolben anzugeben, dessen Langzeitverhalten in Bezug auf seine Dichtwirkung zwischen den beiden Arbeitsräumen des Hydrospeichers gegenüber bekannten Hydrospeichern verbessert ist und ein Dichtelement anzugeben, das zur Abdichtung insbesondere von Kolben in Hydrospeichern dienen kann und gleichfalls ein verbessertes Langzeitverhalten in Bezug auf seine Dichtwirkung hat.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a hydraulic accumulator with a movable in a storage housing piston in the axial direction with respect to its sealing effect between the two working spaces of the hydraulic accumulator over known hydraulic accumulators is improved and to provide a sealing element, which can serve to seal particular piston in hydraulic accumulators and also has an improved long-term behavior with respect to its sealing effect.

Eine dahingehende Aufgabe wird von einem Hydrospeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit sowie mit einem Dichtelement gemäß dem Anspruch 13 gelöst.This object is achieved by a hydraulic accumulator with the features of claim 1 in its entirety and with a sealing element according to claim 13.

Der erfindungsgemäße Hydrospeicher sieht gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 auf einer Außenseite des Dichtelements, welche in Anlage mit der Speichergehäuseinnenwand ist, eine Anlagestruktur vor, die so geformt ist, dass Teile der Außenseite des Dichtelements in Anlage mit der Speichergehäuseinnenwand gebracht sind, und andere Teile der Anlagestruktur in radialer Richtung einen definierten Funktionsabstand zu der Speichergehäuseinnenwand aufweisen. Erfindungsgemäß ergibt sich damit ein Dichtelement, das vorzugsweise mehrere in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnete, um den Umfang des Kolbens ausgerichtete Teile einer Anlagestruktur aufweist, die im Betrieb des Hydrospeichers ständig mit der Speichergehäuseinnenwand in gleitendem Kontakt sind, während vorzugsweise zwischen den betreffenden Teilen der Anlagestruktur, in axialer Richtung betrachtet, mehrere Freiräume vorhanden sind, die in der Art von Aufnahmekanälen neben Schmierstoffanteilen auch Schmutzpartikel aufnehmen können, um dergestalt eine funktionssichere Abdichtung zu gewährleisten.The hydraulic accumulator according to the invention provides according to the characterizing part of claim 1 on an outer side of the sealing element which is in contact with the storage housing inner wall, an investment structure which is shaped so that parts of the outside of the sealing element are brought into contact with the storage housing inner wall, and others Parts of the investment structure in the radial direction have a defined functional distance to the storage housing inner wall. According to the invention, this results in a sealing element, which preferably has a plurality of spaced apart in the axial direction, aligned around the circumference of the piston parts of an investment structure, which are constantly in the operation of the hydraulic accumulator in sliding contact with the storage housing inner wall, while preferably between the relevant parts of the investment structure , viewed in the axial direction, a plurality of free spaces are present, in the manner of receiving channels in addition to lubricant components as well Soak up dirt particles to ensure such a functionally reliable seal.

Die dahingehend benachbarten Teile der Anlagestruktur sind in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Hydrospeichers in vorgebbaren Winkeln in Richtung der Speichergehäuseinnenwand, insbesondere unter Bildung lippenartiger Anlageflächen oder Anlagelinien aufeinander zugeneigt.In a particularly preferred exemplary embodiment of the hydraulic accumulator, the parts of the abutment structure which are adjacent to this are inclined towards one another at predeterminable angles in the direction of the accumulator housing inner wall, in particular with the formation of lip-like contact surfaces or abutment lines.

Besonders bevorzugt sind hierbei die betreffenden vorgebbaren Winkel der Teile spitzwinklig ausgeführt. Dadurch ergeben sich in Bezug auf die Querschnittsform des Dichtelements in alternierender Reihenfolge mehrere Teile der Anlagestruktur hintereinander angeordnet, so dass eine wellenförmige Struktur mit Wellenbergen und Wellentälern gebildet ist mit entsprechend hoher Dichtkraftwirkung.In this case, the respective predeterminable angles of the parts are particularly preferably executed at an acute angle. As a result, in relation to the cross-sectional shape of the sealing element, several parts of the contact structure are arranged one behind the other in alternating sequence, so that a wave-shaped structure with wave crests and wave troughs is formed with a correspondingly high sealing force effect.

Das Dichtelement ist in einer Ringnut des Kolbens an dessen freiem Ende eingesetzt, so dass in einem Montagezustand des Kolbens, in dem dieser noch nicht in das Speichergehäuse eingesetzt ist, also in einem lediglich fiktiven Ausgangszustand des Dichtelements, die Abstreifeinrichtung im Bereich ihres freien Endes mit einem keilförmigen, radial nach außen gerichteten Anlagestück über die Speichergehäuseinnenwand vorsteht. Im Zustand, in dem der Kolben in das Speichergehäuse eingesetzt ist, ergibt sich dadurch eine radiale Vorspannung der Abstreifeinrichtung, um dergestalt die Abstreifwirkung zu verbessern. Um eine definierte radiale Vorspannkraft mit verbesserter Dichtkraftwirkung im Bereich der blockartigen Hüllform des Dichtelements zu bewirken, ist vorgesehen, dass das Dichtelement auf seiner, den Teilen der Anlagestruktur abgewandten Seite, vorzugsweise eine ballige Überstandsfläche aufweist, die aufgrund ihres vorgebbaren fiktiven Überstandsmaßes gegenüber einer Bodenfläche der Ringnut in dem Kolben eine Anpresskraft auf die jeweilige lippenartige Anlagefläche oder -linie des Dichtelements ausübt. Hieraus ergibt sich dann im montierten Zustand des Kolbens im Speichergehäuse durch die betreffenden Teile der Anlagestruktur an der Außenseite des Dichtelements jeweils eine lippenartige oder streifenförmige Anlagefläche mit erhöhter Dichtkraftwirkung.The sealing element is inserted into an annular groove of the piston at its free end, so that in an assembled state of the piston, in which this is not yet inserted into the storage housing, ie in a merely fictitious initial state of the sealing element, the stripping in the region of its free end a wedge-shaped, radially outwardly facing pad projecting beyond the storage housing inner wall. In the state in which the piston is inserted into the storage housing, this results in a radial bias of the stripping device, so as to improve the wiping action. In order to effect a defined radial prestressing force with improved sealing force effect in the area of the block-like enveloping shape of the sealing element, it is provided that the sealing element preferably has a crowned protrusion surface on its side facing away from the parts of the contact structure which, due to its predeterminable supernatant dimension, faces a bottom surface Ring groove in the piston exerts a contact force on the respective lip-like contact surface or line of the sealing element. This then results in the assembled state of the piston in the storage housing through the relevant parts of the investment structure on the outside of the sealing element in each case a lip-like or strip-shaped contact surface with increased sealing force effect.

In einer besonders bevorzugten, eine hohe Lebensdauer aufweisenden Ausführungsform des Hydrospeichers ist betreffend die Querschnittsform des Dichtelements im Bereich einer Übergangsstelle zwischen der radial vorkragenden Abstreifeinrichtung und der blockartigen Hüllform des Dichtelements eine Art Gelenkstelle geschaffen, die eine Schwenkmöglichkeit der Abstreifeinrichtung gegenüber der in der Ringnut des Kolbens stationär angeordneten, blockartigen Hüllform ermöglicht. Zur Bildung der betreffenden Gelenkstelle im Bereich der Übergangsstelle zwischen der vorkragenden Abstreifeinrichtung und der blockartigen Hüllform des Dichtelements ist eine vorzugsweise konkav verlaufende Materialeinschnürung vorgesehen, die in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel auf der, der Speichergehäuseinnenwand abgewandten Seite des Dichtelements angeordnet ist. In axialer Richtung des Dichtelements weist der, eine blockartige Hüllform aufweisende Abschnitt des Dichtelements zwei Stirnseiten auf, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufend in Anlage sind mit korrespondierend ausgebildeten, vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Aufnahmeflächen der Ringnut des Kolbens. Ein Leckagestrom von Fluid um das Dichtelement herum entlang der Aufnahmeflächen der Ringnut im Kolben ist dadurch sicher vermieden.In a particularly preferred embodiment of the hydraulic accumulator having a high service life, a type of articulation point is provided with respect to the cross-sectional shape of the sealing element in the region of a transition point between the radially projecting scraping device and the block-like enveloping shape of the sealing element, which allows pivoting of the stripping device relative to that in the annular groove of the piston stationarily arranged, block-like envelope shape allows. To form the relevant articulation point in the region of the transition point between the projecting stripping device and the block-like enveloping shape of the sealing element, a preferably concave material constriction is provided, which is arranged in a particularly preferred embodiment on the side facing away from the storage housing inner side of the sealing element. In the axial direction of the sealing element, the portion of the sealing element which has a block-shaped envelope shape has two end faces which preferably extend parallel to one another with corresponding receiving surfaces of the annular groove of the piston that run parallel to one another. A leakage flow of fluid around the sealing element along the receiving surfaces of the annular groove in the piston is thereby reliably avoided.

Zur Herstellung des Dichtelements eignen sich Werkstoffe, wie Polyurethanmaterial mit vorgebbarer Elastizität, Nitril-Butatien-Kautschuk (NBR) oder Fluorkautschuk (FPM). Fluorkautschuk und Nitril-Butatien-Kautschuk zeichnen sich durch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Mineralöl, synthetischen Hydraulikflüssigkeiten und auch durch eine hohe Standfestigkeit bei hohen Betriebstemperaturen aus. Insbesondere erlaubt die Verwendung von Polyurethanmaterial eine Aussteifung des Gesamt-Dichtsystems dahingehend, dass die Abstreifeinrichtung in ihrer vorkragenden Position gehalten wird, indem die in Richtung des eigentlichen Dichtelementes nachfolgenden Vorkragungen eine Art Widerlager im Rahmen der Verschiebung des Dichtsystems ausbilden. Es ist für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Dichtungstechnik überraschend, dass er trotz einer Reduzierung der wirksamen Dichtflächen im Bereich der eigentlichen Dichtung zu verbesserten Dichtergebnissen und zu einer erhöhten Abstreifleistung kommt. Trotzdem kommt es bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens mit dem erfindungsgemäßen Dichtsystem nicht zu einer Erhöhung des Reibwiderstandes, so dass der jeweilige im Hydrospeicher eingesetzte Kolben sich zeitverzögerungsfrei ansteuern und bewegen lässt.For the production of the sealing element materials are suitable, such as polyurethane material with predeterminable elasticity, nitrile butadiene rubber (NBR) or fluororubber (FPM). Fluororubber and nitrile butadiene rubber are characterized by excellent resistance to mineral oil, synthetic hydraulic fluids and also high stability at high operating temperatures. In particular, the use of polyurethane material allows a stiffening of the overall sealing system to the effect that the stripping device is held in its projecting position in that the subsequent projections in the direction of the actual sealing element form a kind of abutment in the context of the displacement of the sealing system. It is surprising for a person of ordinary skill in the field of sealing technology that, despite a reduction in the effective sealing surfaces in the region of the actual seal, it leads to improved sealing results and increased stripping performance. Nevertheless, in the reciprocating movement of the piston with the sealing system according to the invention does not increase the frictional resistance, so that the respective piston used in the hydraulic accumulator can be controlled and moved without delay.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Hydrospeichers ist in Axialrichtung das Dichtelement in der Ringnut des Kolbens in dessen zuäußerst angeordnetem Randbereich vorgesehen, der bevorzugt in Richtung des, eine Gasseite bildenden ersten Arbeitsraumes des Hydrospeichers weist. Durch die genannte konstruktive Maßnahme ist bewirkt, dass das Dichtelement nahezu unmittelbar an dem Ort eines möglichen Eintrags von Schmutzpartikeln zwischen die Gleitflächen des Kolbens und des Speichergehäuses angeordnet ist. Das Dichtelement ist aufgrund seiner konstruktiv vorgegebenen Querschnittsgestalt mit den genannten Teilen der Anlagestruktur in besonderer Weise befähigt, zum einen eine zuverlässige Abstreiffunktion ausführen zu können dahingehend, dass Schmutzpartikel von einem Eintrag oder einer Migration zwischen die genannten Gleitflächen abgehalten werden, und zum anderen in der Lage, dennoch ungewollt zwischen die genannten Gleitflächen eingetretene Schmutzpartikel in die betreffenden Freiräume zwischen den Teilen der Anlagestruktur, die im ständigen Gleitkontakt mit der Speichergehäuseinnenwand sind, aufzunehmen oder „einzuspeichern” und somit aus den sensiblen Bereichen des Dichtelements zu entfernen, in denen Querkräfte von dem Dichtelement in Richtung auf die Speichergehäuseinnenwand mit den Schmutzpartikeln abrasiv wirken können. Die Entfaltung einer abrasiven Wirkung von Schmutzpartikeln an der Speichergehäuseinnenwand und/oder an Gleitflächen des Kolbens ist dadurch auch über einen langen Benutzungszeitraum des Hydrospeichers sicher verhindert, was so mit den bekannten Lösungen bisher nicht möglich war.In a particularly advantageous embodiment of the hydraulic accumulator, the sealing element is provided in the annular groove of the piston in its outermost arranged edge region in the axial direction, which preferably points in the direction of, forming a gas side first working space of the hydraulic accumulator. As a result of the constructive measure mentioned, the sealing element is arranged almost directly at the location of a possible entry of dirt particles between the sliding surfaces of the piston and the storage housing. The sealing element is due to its structurally predetermined cross-sectional shape with the said parts of the investment structure enabled in a special way, on the one hand to perform a reliable Abstreiffunktion to the effect that Dirt particles are prevented by an entry or a migration between said sliding surfaces, and on the other hand able to unintentionally between the said sliding surfaces occurred dirt particles in the respective spaces between the parts of the investment structure, which are in constant sliding contact with the storage housing inner wall, or "Store" and thus to remove from the sensitive areas of the sealing element, in which lateral forces of the sealing element in the direction of the storage housing inner wall with the dirt particles can be abrasive. The unfolding of an abrasive effect of dirt particles on the storage housing inner wall and / or on sliding surfaces of the piston is thereby reliably prevented even over a long period of use of the hydraulic accumulator, which was previously not possible with the known solutions.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtfunktion des Kolbens zwischen dem ersten und einem weiteren zweiten Arbeitsraum in dem Speichergehäuse sind vorteilhaft in ihrer Querschnittsform anders gestaltete, ringförmige Dichtelemente, wie das erfindungsgemäße Dichtelement, am Außenumfang des Kolbens angeordnet. Zur Lagestabilisierung des Kolbens und zur verbesserten Axialführung des Kolbens entlang der Speichergehäuseinnenwand sind in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Hydrospeichers ringförmige Führungsbänder für die Führung des Kolbens entlang der Speichergehäuseinnenwand vorgesehen.To further improve the sealing function of the piston between the first and a further second working space in the storage housing differently shaped, annular sealing elements, such as the sealing element according to the invention, advantageously arranged in its cross-sectional shape on the outer circumference of the piston. For stabilizing the position of the piston and for improved axial guidance of the piston along the storage housing inner wall, in a particularly preferred embodiment of the hydraulic accumulator, annular guide bands are provided for guiding the piston along the storage housing inner wall.

Zur Abdichtung von Kolben gegenüber einer Zylinderinnenwand entlang der der betreffende Kolben geführt ist, eignet sich ein Dichtelement, mit einem, im Querschnitt gesehen, eine blockartige Hüllform aufweisenden Rand, an dessen einer radial außenliegenden Ringfläche in zumindest einer Axialrichtung des Ringes eine vorkragende Abstreifeinrichtung angeordnet ist, wobei auf einer Außenseite des Ringes in dessen Umfangsrichtung gesehen, vorspringende und andere Teile in Radialrichtung gesehen zu diesen Teilen in einem definierten Funktionsabstand rückspringend angeordnet sind. Dahingehende Dichtelemente können zur Abdichtung von Kolben als Gleitdichtung oder auch zur Abdichtung von sonstigen gegeneinander bewegbaren Bauelementen dienen.For sealing of pistons against a cylinder inner wall along which the relevant piston is guided, a sealing element is suitable, with a cross-sectionally, a block-like envelope having edge, on whose radially outer annular surface in at least one axial direction of the ring, a protruding scraper is arranged , Seen on an outer side of the ring in the circumferential direction, projecting and other parts are arranged in the radial direction to these parts in a defined functional distance recessed. These sealing elements can be used to seal the piston as a sliding seal or for sealing other mutually movable components.

Die vorgebbaren Winkel der Teile sind in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Dichtelements spitzwinklig gewählt. Es kann vorteilhaft sein, in alternierender Reihenfolge mehrere Teile der Anlagestruktur des Dichtelements derart hintereinander anzuordnen, dass eine wellenförmige oder mäanderförmige Struktur mit Wellenbergen und Wellentälern gebildet ist. Der Ring des Dichtelements ist auf seiner, den Teilen abgewandten Seite mit einer, vorzugsweise balligen Überstandsfläche versehen, und weist im Bereich einer Übergangsstelle zwischen der vorkragenden Abstreifeinrichtung und der blockartigen Hüllform des Dichtelementes eine Art Gelenkstelle auf, die eine Schwenkmöglichkeit der Abstreifeinrichtung gegenüber der blockartigen Hüllform ermöglicht. Auf diese Weise ergibt sich insbesondere eine in radialer Richtung des Dichtelements um die genannte Gelenkstelle schwenkbare Abstreifeinrichtung, die im Anwendungsfall des Dichtelementes eine radiale Vorspannkraft auf Gleitflächen, an denen das Dichtelement abgleitet, aufbringen kann.The predeterminable angle of the parts are chosen at an acute angle in a particularly advantageous embodiment of the sealing element. It may be advantageous to arrange a plurality of parts of the contact structure of the sealing element in succession in alternating sequence in such a way that a wave-shaped or meander-shaped structure with wave crests and wave troughs is formed. The ring of the sealing element is provided on its side facing away from the parts with a preferably convex protrusion surface, and has in the region of a transition point between the projecting scraping and the block-like envelope of the sealing element on a kind of hinge point, which is a possibility of pivoting the scraper against the block-like shell shape allows. In this way, in particular results in a radial direction of the sealing element about said hinge pivotable scraper, which can apply in the application of the sealing element, a radial biasing force on sliding surfaces on which the sealing element slides.

Zur Bildung der Gelenkstelle im Bereich der Übergangsstelle zwischen der vorkragenden Abstreifeinrichtung und der blockartigen Hüllform des Dichtelements ist, bezogen auf das Innere des Dichtelementes, vorteilhaft eine konkav verlaufende Materialeinschnürung vorgesehen. In Axialrichtung des Dichtelements weist die blockartige Hüllform zwei Stirnseiten auf. Die Stirnseiten können zur axialen Fixierung des Dichtelements an einem Bauteil, beispielsweise in Form einer Kolbenaufnahme, dienen. Das Dichtelement ist insgesamt in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet und aus einem Polyurethanmaterial mit vorgebbarer Elastizität aufgebaut. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Abstreifeinrichtung, bevorzugt bestehend aus einem Elastomermaterial, an den eigentlichen Dichtring, bevorzugt bestehend aus einem anderen Material, wie beispielsweise hartem Polyurethanmaterial, anzuschäumen.To form the hinge point in the region of the transition point between the projecting scraping device and the block-like enveloping shape of the sealing element, a concave material necking is advantageously provided with respect to the interior of the sealing element. In the axial direction of the sealing element, the block-like enveloping shape has two end faces. The end faces can serve for the axial fixation of the sealing element on a component, for example in the form of a piston receptacle. Overall, the sealing element is integrally formed in a particularly preferred embodiment and constructed of a polyurethane material with predeterminable elasticity. But it is also possible, the scraper, preferably consisting of an elastomeric material, to the actual sealing ring, preferably consisting of a different material, such as hard polyurethane material to foam.

Die größte radiale Dicke der Abstreifeinrichtung kann in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Dichtelements etwa ¼ der größten radialen Dicke der blockartigen Hüllform des Dichtringes entsprechen. Die Abstreifeinrichtung kann in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Dichtelements eine größte Länge aufweisen, die der größten axialen Länge der blockartigen Hüllform in etwa entspricht.The largest radial thickness of the stripping device can correspond in a particularly preferred embodiment of the sealing element about ¼ of the largest radial thickness of the block-like envelope shape of the sealing ring. In a particularly preferred embodiment of the sealing element, the stripping device may have a maximum length which approximately corresponds to the greatest axial length of the block-like enveloping shape.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert, wobei die angebrachten Schraffuren in Abkehr zu der üblichen Zeichnungsnorm nur zur Verbesserung der Darstellung angebracht sind. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing, with the attached hatches, in contrast to the usual drawing standard, only being used to improve the illustration. Show it:

1 eine Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch ein Ausführungsbeispiel eines Hydrospeichers in Form eines Doppel-Kolbenspeichers; 1 a schematic representation of a longitudinal section through an embodiment of a hydraulic accumulator in the form of a double-piston accumulator;

2 eine Querschnittsdarstellung eines besonders bevorzugten, in einer Ringnut eines Kolbens des Hydrospeichers eingesetzten Dichtelements; und 2 a cross-sectional view of a particularly preferred, inserted in an annular groove of a piston of the hydraulic accumulator sealing element; and

3 in der Art eines Längsschnittes eine teilweise Darstellung des Kolbenspeichers nach der 1 mit einem seiner beiden Kolben. 3 in the manner of a longitudinal section, a partial representation of the piston accumulator after the 1 with one of his two pistons.

In der 1 ist in einem teilweisen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrospeichers 1 in Form eines Doppel-Kolbenspeichers mit einem Speichergehäuse 3 dargestellt. In dem Speichergehäuse 3 ist ein Doppel-Kolben 5 axial bewegbar angeordnet, wobei der Doppel-Kolben 5 ein Trennelement zwischen einem ersten Arbeitsraum 7 und einem zweiten Arbeitsraum 9 in dem Speichergehäuse 3 bildet. Am Umfang des jeweiligen Kolbens 5 ist zwischen diesem Kolben 5 und einer Speichergehäuseinnenwand 15 ein ringförmiges Dichtelement 13 in einer Ringnut 17 dieses Kolbens 5 angeordnet. Das dahingehende Dichtelement 13 verhindert einen Medienübertritt von dem ersten Arbeitsraum 7 in Richtung des zweiten Arbeitsraums 9 und umgekehrt. Ferner bildet das Dichtelement 13 bei einer axialen Bewegung des Doppel-Kolbens 5 eine Art Kolbenführung aus, wobei die Kolbenführung von weiteren Führungselementen übernommen wird. Doppel-Kolbenspeicher gemäß der Darstellung nach der 1 sind handelsüblich, so dass an dieser Stelle auf ihre Bauart nicht mehr näher eingegangen wird.In the 1 is a partial longitudinal section of an embodiment of a hydraulic accumulator according to the invention 1 in the form of a double-piston accumulator with a storage housing 3 shown. In the storage enclosure 3 is a double piston 5 arranged axially movable, wherein the double piston 5 a separating element between a first working space 7 and a second workspace 9 in the storage enclosure 3 forms. At the circumference of the respective piston 5 is between this piston 5 and a storage enclosure inner wall 15 an annular sealing element 13 in an annular groove 17 this piston 5 arranged. The pertinent sealing element 13 prevents media transfer from the first workspace 7 in the direction of the second working space 9 and vice versa. Furthermore, the sealing element forms 13 in an axial movement of the double piston 5 a kind of piston guide, wherein the piston guide is taken over by further guide elements. Double piston accumulator as shown in the 1 are commercially available, so that at this point on their design is no longer discussed.

Wie die 2 in einer vergrößerten Querschnittsdarstellung des Dichtelements 13 nach 1 zeigt, ist das Dichtelement 13 einstückig aus im Wesentlichen einem blockartigen, eine etwa quadratische Hüllform 19 aufweisenden Ring 21 sowie aus einer mit dem Ring 21 einstückig gebildeten und von einer radial außenliegenden Ringfläche 23 in etwa axialer Richtung vorkragenden Abstreifeinrichtung 25 gebildet. Die Abstreifeinrichtung 25 dient insbesondere dazu, Partikel, die sich in einem Medium oder Fluid im ersten Arbeitsraum 7 oder zweiten Arbeitsraum 9 befinden, vor einem Eintritt in den gesamten Axialbereich des Dichtelements 13, insbesondere vor dem Eintritt zwischen das Dichtelement 13 und der Speichergehäuseinnenwand 15 des Hydrospeichers 1, zu hindern. Der die blockartige Hüllform 19 aufweisende Ring 21 weist an seiner radialen Außenseite 27, die der Speichergehäuseinnenwand 15 zugewandt ist, eine Anlagestruktur 29 mit einem konstruktiv vorgebbaren Querschnittverlauf auf. Die Anlagestruktur 29 weist hierbei, wie insbesondere in dem in 2 vergrößert gezeigten Ausführungsbeispiel des Dichtelements 13 dargestellt ist, einen zacken- oder wellenartigen Verlauf auf, in dem Sinne, dass Teile 31 der Außenseite 27 des Dichtelements 13 in Anlage mit der Speichergehäuseinnenwand 15 gebracht sind und andere Teile 33 der Anlagestruktur 29, in radialer Richtung betrachtet, einen definierten Funktionsabstand 35 zu der Speichergehäuseinnenwand 15 aufweisen. Der Funktionsabstand 35 wird auch in einer montierten Position des Dichtelements 13 annähernd erreicht, wobei in 2 die Anlagestruktur 29 und insgesamt das Dichtelement 13 und dessen Querschnittverlauf in einem nicht montierten Zustand gezeigt sind.As the 2 in an enlarged cross-sectional view of the sealing element 13 to 1 shows is the sealing element 13 in one piece of essentially a block-like, an approximately square shell shape 19 having ring 21 as well as one with the ring 21 formed in one piece and from a radially outer annular surface 23 In approximately axial direction projecting scraper 25 educated. The stripping device 25 in particular serves to particles that are in a medium or fluid in the first working space 7 or second workspace 9 located before entering the entire axial region of the sealing element 13 , in particular before the entry between the sealing element 13 and the storage enclosure inner wall 15 of the hydraulic accumulator 1 to prevent. The the block-like envelope shape 19 having ring 21 points at its radial outside 27 that the storage enclosure interior wall 15 is facing, an investment structure 29 with a structurally predetermined cross-sectional profile. The investment structure 29 Here, as in particular in the in 2 shown enlarged embodiment of the sealing element 13 is shown, a serrated or wave-like course, in the sense that parts 31 the outside 27 of the sealing element 13 in contact with the storage enclosure inner wall 15 are brought and other parts 33 the investment structure 29 , viewed in the radial direction, a defined working distance 35 to the storage enclosure inner wall 15 exhibit. The working distance 35 is also in a mounted position of the sealing element 13 approximately reached, in 2 the investment structure 29 and overall the sealing element 13 and its cross-sectional shape are shown in an unassembled state.

Die betreffenden Teile 31, 33 der Anlagestruktur 29 sind in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel als gerade Strecken gezeigt, die jeweils mit einem vorgegebenen Winkel α in Richtung der Speichergehäuseinnenwand 15 aufeinander zugeneigt sind, unter Bildung von umlaufend angeordneten lippenartigen Anlageflächen oder Anlagelinien 37. In alternierender Reihenfolge sind mehrere Teile 31, 33 der Anlagestruktur 29 derart hintereinander angeordnet, dass eine sägezahn- oder wellenförmige Struktur 39 mit Wellenbergen 41 und Wellentälern 43 gebildet ist. Die Wellenberge 41 bilden insoweit die Anlagelinien 37 zur Anlage des Dichtelements 13 an die Speichergehäuseinnenwand 15 aus, wobei die Anlagelinien 37 im montiertem, radial vorgespannten Zustand des Dichtelements 13 dadurch, dass das Dichtelement 13 aus einem nachgiebigen Werkstoff gebildet ist, zu lippenartigen Anlageflächen verformt werden können. Der Querschnitt der Ringnut 17 (vgl. 3) für die Aufnahme des Dichtelements 13 ist dergestalt ausgebildet, dass ein axial freies Ende 45 der Abstreifeinrichtung 25 mit einem keilförmig radial nach außen gerichteten Anlagestück 47 über die Speichergehäuseinnenwand 15 fiktiv, d. h. im radial unbelasteten Zustand, hervorsteht. Der Querschnittsverlauf der Ringnut 17 ist hierbei so, dass ein radiales Spaltmaß S (vgl. 3) zwischen dem Kolben 5 und der Speichergehäuseinnenwand 15 vorgesehen ist, welches erlaubt, dass die Abstreifeinrichtung 25 in der Art einer radial beweglichen Dichtlippe relativ zu dem Ring 21 schwenkbar ist. Im montierten Zustand des Dichtelements 13 ist die Abstreifeinrichtung 25 dann radial gegen die Speichergehäuseinnenwand 15 elastisch entlang ihres gesamten vorstehenden Umfanges vorgespannt.The relevant parts 31 . 33 the investment structure 29 are in the in 2 shown embodiment shown as straight lines, each with a predetermined angle α in the direction of the storage housing inner wall 15 leaning towards each other, forming circumferentially arranged lip-like abutment surfaces or abutment lines 37 , In alternating order are several parts 31 . 33 the investment structure 29 arranged in such a way that a sawtooth or wavy structure 39 with wave crests 41 and troughs 43 is formed. The wave mountains 41 form in this respect the investment lines 37 for conditioning the sealing element 13 to the storage enclosure inner wall 15 out, with the investment lines 37 in the mounted, radially biased state of the sealing element 13 in that the sealing element 13 is formed from a resilient material, can be deformed to lip-like contact surfaces. The cross section of the annular groove 17 (see. 3 ) for receiving the sealing element 13 is formed such that an axially free end 45 the stripping device 25 with a wedge-shaped radially outward investment piece 47 via the storage enclosure inner wall 15 fictitious, ie in the radially unloaded state, protrudes. The cross-sectional profile of the annular groove 17 is in this case such that a radial gap S (see. 3 ) between the piston 5 and the storage enclosure inner wall 15 is provided, which allows the stripping device 25 in the manner of a radially movable sealing lip relative to the ring 21 is pivotable. In the assembled state of the sealing element 13 is the stripping device 25 then radially against the storage housing inner wall 15 elastically biased along its entire projecting circumference.

Diametral zu der, der Anlagestruktur 29 gegenüberliegenden Seite 49 des Dichtelements 13 weist das Dichtelement 13 eine ballige Überstandsfläche 51 mit einem radialen Überstandsmaß 53 auf, wobei das Überstandsmaß 53 im montierten Zustand des Dichtelements 13 durch Stauchung der balligen Überstandsfläche 51 an einer Bodenfläche 55 der Ringnut 17 teilweise oder ganz aufgehoben ist (vgl. 2). Hierdurch wird eine durch elastische Verformung des Dichtelements 13 generierte, radiale Anpresskraft F auf die jeweilige lippenartige Anlagefläche oder -linie 37 des Dichtelements 13 ausgeübt. Die Anlagelinien 37 verformen sich daher zu lippenartigen Anlageflächen mit axial dazwischenliegenden Freiräumen. Die Anlageflächen dienen insbesondere aufgrund ihrer axialen Aneinanderreihung zur dauerhaften sicheren Abdichtung der jeweiligen Arbeitsräume 7, 9. Bedingt durch den Funktionsabstand 35 und die dadurch gebildeten zwei Freiräume zwischen den Wellenbergen 41 ist das Dichtelement 13 ferner in der Lage, etwaig zwischen das Dichtelement 13 und die Speichergehäuseinnenwand 15 eingedrungene Partikel in den Freiräumen abzuscheiden und somit von einer abrasiven Wirkung auf die Speichergehäuseinnenwand 15 abzuhalten. Das erfindungsgemäße Dichtelement 13 ist somit nachhaltig in der Lage, über eine sehr lange Betriebsdauer des Hydrospeichers 1 sowohl eine wirkungsvolle Abstreiffunktion als auch eine dauerhafte Abscheidefunktion von unerwünschten Partikeln zwischen dem Dichtelement 13 und der Speichergehäuseinnenwand 15 zu ermöglichen.Diametrically to the, the investment structure 29 opposite side 49 of the sealing element 13 has the sealing element 13 a convex protrusion surface 51 with a radial projection 53 on, wherein the supernatant 53 in the assembled state of the sealing element 13 by compression of the convex protrusion surface 51 on a floor surface 55 the ring groove 17 partially or completely canceled (cf. 2 ). As a result, by elastic deformation of the sealing element 13 generated, radial contact force F on the respective lip-like contact surface or line 37 of the sealing element 13 exercised. The investment lines 37 therefore deform to lip-like contact surfaces with axially intermediate spaces. The contact surfaces serve in particular due to their axial stringing together for permanent secure sealing of the respective workrooms 7 . 9 , Due to the functional distance 35 and the two free spaces formed between the wave crests 41 is the sealing element 13 further capable of possibly between the sealing element 13 and the storage enclosure inner wall 15 Particles seeped into the free spaces and thus of an abrasive effect on the storage enclosure inner wall 15 hold. The sealing element according to the invention 13 is thus able to sustainably over a very long service life of the hydraulic accumulator 1 both an effective Abstreiffunktion as well as a permanent Abscheidefunktion of unwanted particles between the sealing element 13 and the storage enclosure inner wall 15 to enable.

Wie insbesondere die 2 weiter verdeutlicht, ist der Querschnitt des Dichtelements 13 mit einer Übergangsstelle 57 zwischen der vorkragenden Abstreifeinrichtung 25 und dem, eine blockartige Hüllform 19 aufweisenden Ring 21 versehen. Die Übergangsstelle 57 bildet eine Art Gelenkstelle 59 für die Abstreifeinrichtung 25 aus und somit eine Schwenkmöglichkeit der Abstreifeinrichtung 25 gegenüber der in der Ringnut 17 des Kolbens 5 im Wesentlichen unbeweglich gehaltenen, blockartigen Hüllform 19. Die Gelenkstelle 59 wird durch eine konkav verlaufende Materialeinschnürung 61 im Querschnittsverlauf der Abstreifeinrichtung 25 bezogen auf den Dichtwerkstoff gebildet, die auf der, der Speichergehäuseinnenwand 15 abgewandten Seite 49 des Dichtelements 13 angeordnet ist. Die Dicke d der Abstreifeinrichtung 25 vergrößert sich dabei in Richtung auf die Gelenkstelle 59 abschnittsweise im Rahmen einer Bogenform. Die Abstreifeinrichtung 25 ist somit vor Materialermüdung im Bereich der Gelenkstelle 59 sicher geschützt und es ist eine konstruktive Maßnahme geschaffen, die Abstreifeinrichtung 25 mit einer vordefinierten Anpresskraft, die auch von dem Mediendruck in dem jeweiligen Arbeitsraum 7, 9 und dessen Wirkung auf die Abstreifeinrichtung 25 bestimmt ist, zu versehen.How the particular 2 further clarified, is the cross section of the sealing element 13 with a crossing point 57 between the projecting scraping device 25 and, a block-like shell shape 19 having ring 21 Mistake. The crossing point 57 forms a kind of joint 59 for the stripping device 25 and thus a possibility of pivoting the stripping 25 opposite to in the annular groove 17 the piston 5 held substantially immobile, block-like shell shape 19 , The joint site 59 is caused by a concave material constriction 61 in the cross section of the stripper 25 based on the sealing material formed on the, the storage housing inner wall 15 opposite side 49 of the sealing element 13 is arranged. The thickness d of the stripping device 25 increases in the direction of the joint 59 in sections in the form of an arch. The stripping device 25 is thus against material fatigue in the area of the joint 59 safely protected and it is a constructive measure created the stripping device 25 with a predefined contact pressure, which also depends on the media pressure in the respective working space 7 . 9 and its effect on the stripping device 25 is intended to provide.

Die axiale Erstreckung oder Länge LA der Abstreifeinrichtung 25 entspricht in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa der axialen Länge LH der blockartigen Hüllform 19 des Dichtelements 13. Das Dichtelement 13 ist mit, in Axialrichtung gesehen, diametral gegenüberliegenden Stirnseiten 63, 65 ausgebildet, wobei die Stirnseiten 63, 65, die im übrigen etwa parallel zueinander angeordnet sind, in Anlage mit korrespondierenden Aufnahmeflächen 67, 69 der Ringnut 17 des Kolbens 5 (vgl. 3) sind. Dadurch ist das Dichtelement 13 lagestabil in der Ringnut 17 angeordnet und seine Abstreifeinrichtung 25 bzw. seine Anlagestruktur 29 ist dauerhaft in der Lage, die konstruktiv vorgesehenen spezifischen Aufgaben zu übernehmen.The axial extent or length L A of the stripping device 25 corresponds in the in 2 shown embodiment in approximately the axial length L H of the block-like envelope shape 19 of the sealing element 13 , The sealing element 13 is with, viewed in the axial direction, diametrically opposite end faces 63 . 65 formed, with the end faces 63 . 65 , which are otherwise arranged approximately parallel to each other, in contact with corresponding receiving surfaces 67 . 69 the ring groove 17 of the piston 5 (see. 3 ) are. This is the sealing element 13 stable in position in the annular groove 17 arranged and its stripping device 25 or its investment structure 29 is permanently able to take on the specific tasks required by construction.

In dem in 1 gezeigten Hydrospeicher 1 ist das Dichtelement 13 an einem axialen Randbereich 71 des Kolbens 5 angeordnet. Es ist lediglich ein Dichtelement 13 an einem Randbereich 71 des Kolbens 5 dargestellt, wobei es jedoch vorteilhaft sein kann, das Dichtelement 13 auch auf einer, dem Randbereich 71 des Kolbens 5 gegenüberliegenden Seite an dem Kolben 5 anzuordnen. Dies ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Hydrospeichers 1 jedoch nicht erforderlich, da der betreffende Hydrospeicher 1 zwei gleichartig gebildete Kolben 5 als Doppel-Kolben-Lösung aufweist, die über eine rohrförmig gebildete Kolbenstange 79 drehfest und axial gegeneinander unverschieblich miteinander verbunden sind. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der erste Arbeitsraum 7 eine Gasseite 73 mit einem Arbeitsgas, wie beispielsweise Stickstoff, aus, wohingegen der zweite Arbeitsraum 9 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Druckmittel, wie etwa Hydrauliköl, enthält. Es ist hierbei möglich, dass das im jeweiligen Arbeitsraum 7, 9 unter Druck stehende Arbeitsmedium zwischen den Kolben 5 und die Abstreifeinrichtung 25 gelangen kann und die dichtlippenartige Abstreifeinrichtung 25 radial an die Speichergehäuseinnenwand 15 andrücken kann. Das Dichtelement 13 ist insbesondere auch dadurch vor einer möglichen unerwünschten Fehlstellung in der Ringnut 17 gesichert, dass die radial jeweils äußeren Teile 31 der Anlagestruktur 29 an der blockartigen Hüllform 19, einen Winkel α zueinander bilden, so dass die betreffenden Teile 31 unabhängig von der aktuellen Bewegungsrichtung des Kolbens 5 in dem Speichergehäuse 3 ohne Wirkung vor zu großen Querkräften sind, die einen Versatz des Dichtelements 13 in der Ringnut 17 ermöglichen könnten.In the in 1 shown hydraulic accumulator 1 is the sealing element 13 at an axial edge area 71 of the piston 5 arranged. It is only a sealing element 13 on a border area 71 of the piston 5 illustrated, but it may be advantageous, the sealing element 13 also on one, the edge area 71 of the piston 5 opposite side on the piston 5 to arrange. This is in the in 1 shown embodiment of the hydraulic accumulator 1 However, not necessary because the relevant hydraulic accumulator 1 two similarly formed pistons 5 as a double-piston solution, which has a tubular piston rod formed 79 rotatably and axially mutually immovably connected to each other. In the in 1 embodiment shown forms the first working space 7 a gas side 73 with a working gas, such as nitrogen, whereas the second working space 9 in the embodiment shown, pressure means, such as hydraulic oil contains. It is possible that in each workspace 7 . 9 pressurized working fluid between the pistons 5 and the stripping device 25 can reach and the sealing lip-like wiper 25 radially to the storage housing inner wall 15 can press on. The sealing element 13 In particular, this also prevents a possible undesired misalignment in the annular groove 17 secured that the radially outer parts 31 the investment structure 29 at the block-like envelope shape 19 to form an angle α to each other, so that the relevant parts 31 regardless of the current direction of movement of the piston 5 in the storage enclosure 3 are without effect against excessive transverse forces, which is an offset of the sealing element 13 in the ring groove 17 could allow.

Die 1 und 3 zeigen weitere Komponenten des jeweiligen Kolbens 5 in dem Speichergehäuse 15. Die im einzelnen anschließend beschriebenen Komponenten sind in Betrachtungsrichtung der 1 jeweils auf einer dem Dichtelement 13 zu dem betreffenden Arbeitsraum 7, 9 abgewandten Seite des Kolbens 5 und an dessen Umfang angeordnet. Hierzu zählen Führungs- und Dichtelemente 75, die in Axialrichtung des Kolbens 5 durch drei aneinander mit Abstand gereihte Führungsbänder 77 und zwei weitere Kolbendichtungen 83, 85 gebildet sind. Ein erstes, mit einem flachen Rechteckquerschnitt versehenes Führungsband 77 ist in der Nähe des Dichtelements 13 in einer entsprechenden Umfangsnut des Kolbens 5 eingelegt. Ein zweites Führungsband 77' ist mit einem etwas geringeren Abstand als die axiale Erstreckung des Führungsbandes 77 zu diesem ebenfalls in einer rechteckförmigen Umfangsnut des Kolbens 5 eingelegt. An einem, dem Randbereich 71 diametral gegenüberliegenden Randbereich 81 des Kolbens 5 ist eine Kolbendichtung 83 in eine rechteckförmige Umfangsnut eingelegt. Die Kolbendichtung 83 bildet ein radial äußerstes Dichtelement 75 wie auch das Dichtelement 13 an dem Randbereich 71 aus. Eine weitere Kolbendichtung 85 ist in einer dementsprechend geformten Ringnut des Kolbens 5 angeordnet, wobei zwischen den betreffenden Kolbendichtungen 83, 85 ein weiteres Führungsband 77'' axial etwa mittig zwischen den Kolbendichtungen 83, 85 in einer betreffenden Umfangsnut in dem Kolben 5 eingelegt ist. Somit weist jeder Kolben 5 des Hydrospeichers 1 jeweils ein äußeres Dichtelement 13, drei Führungsbänder 77, 77' und 77'' sowie jeweils zwei weitere Kolbendichtungen 83, 85 auf.The 1 and 3 show other components of the respective piston 5 in the storage enclosure 15 , The components described in detail below are in the direction of the 1 each on a sealing element 13 to the relevant workspace 7 . 9 opposite side of the piston 5 and arranged on the circumference. These include guiding and sealing elements 75 in the axial direction of the piston 5 by three guide belts lined up at a distance from each other 77 and two more piston seals 83 . 85 are formed. A first, provided with a flat rectangular cross-section guide band 77 is near the sealing element 13 in a corresponding circumferential groove of the piston 5 inserted. A second leader band 77 ' is at a slightly smaller distance than the axial extent of the guide band 77 to this also in a rectangular circumferential groove of the piston 5 inserted. At one, the edge area 71 diametrically opposite edge area 81 of the piston 5 is a piston seal 83 inserted in a rectangular circumferential groove. The piston seal 83 forms a radially outermost sealing element 75 as well as the sealing element 13 at the edge area 71 out. Another piston seal 85 is in a correspondingly shaped annular groove of the piston 5 arranged, being between the respective piston seals 83 . 85 another leader band 77 '' axially approximately midway between the piston seals 83 . 85 in a respective circumferential groove in the piston 5 is inserted. Thus, each piston has 5 of the hydraulic accumulator 1 each an outer sealing element 13 , three guide bands 77 . 77 ' and 77 '' as well as two additional piston seals 83 . 85 on.

Wie aus der 3 oben rechts zu erkennen ist, befindet sich in dem Kolben 5 ein Druckausgleichskanal 87. Der Druckausgleichskanal 87 ist aus zwei ineinander übergehende Sackbohrungen gebildet, von denen eine, vom Randbereich 71 des Kolbens 5 ausgehend, sich parallel zu einer Längsachse 89 des Hydrospeichers 1 erstreckt und mit 91 bezeichnet ist, während die andere Sackbohrung, die mit 93 bezeichnet ist, sich im rechten Winkel hierzu, ausgehend vom Umfang des Kolbens 5, erstreckt. Die Sackbohrung 93 mündet am Kolbenumfang in einen zwischen dem Dichtelement 13 und dem ersten Führungsband 77 gelegenen Zwischenraum 95 ein.Like from the 3 can be seen on the top right, located in the piston 5 a pressure equalization channel 87 , The pressure equalization channel 87 is formed by two blind holes that merge into one another, one of which, from the edge area 71 of the piston 5 starting, parallel to a longitudinal axis 89 of the hydraulic accumulator 1 extends and with 91 is designated, while the other blind bore, with 93 is designated, at right angles thereto, starting from the circumference of the piston 5 , extends. The blind hole 93 opens at the piston circumference in a between the sealing element 13 and the first guide band 77 intermediate space 95 one.

Aufgrund der fluiddynamischen Gegebenheiten ergibt sich im Betrieb des Hydrospeichers 1 bei einer Axialbewegung des Kolbens 5 ein Druckunterschied zwischen dem Zwischenraum 95 und beispielsweise dem Druck des auf der Gasseite 73 befindlichen Arbeitsgases des Speichers 1. Diese Druckdifferenz würde bei Fehlen des Druckausgleichskanals 87 zu einem geringfügigen Volumenstrom über das Führungsband 77 hinweg führen, wobei unter Umständen mitgeführte Partikel zwischen der Speichergehäuseinnenwand 15 und dem Kolben 5 abgelagert werden und zu Störungen des Abdicht- und Führungssystems führen könnten. Der Druckausgleichskanal 87 vermeidet die Ausbildung einer entsprechenden Druckdifferenz und damit einen entsprechenden Partikel- und Fluideintrag.Due to the fluid dynamic conditions results in the operation of the hydraulic accumulator 1 during an axial movement of the piston 5 a pressure difference between the gap 95 and for example the pressure of the gas side 73 located working gas of the memory 1 , This pressure difference would be in the absence of the pressure equalization channel 87 to a slight volume flow over the guide band 77 lead, with possibly entrained particles between the storage enclosure inner wall 15 and the piston 5 be deposited and could lead to disturbances of the sealing and guiding system. The pressure equalization channel 87 avoids the formation of a corresponding pressure difference and thus a corresponding particle and fluid entry.

Der Druckausgleichskanal 87 weist eine nicht näher gezeigte Verengungsstelle in der Art einer Blende auf, um damit sicherzustellen, dass auch eine Fluidströmung, die in dem Druckausgleichskanal 87 während des Vorgangs des Druckausgleichs einen Eintrag von Partikeln in den Zwischenraum 95 bewirken könnte, von Partikeln freigehalten ist.The pressure equalization channel 87 has a constriction point not shown in detail in the manner of a diaphragm, so as to ensure that even a fluid flow in the pressure equalization channel 87 during the process of pressure equalization, an entry of particles into the space 95 could be kept away from particles.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtsystems, insbesondere des Dichtelements 13 und der weiteren Führungs- und Dichtelemente 75 ist eine wirksame Maßnahme geschaffen, die Anlagerung von Schmutzpartikeln mit abrasiver Wirkung an der Speichergehäuseinnenwand 15 zu verhindern, um ein einwandfreies Betriebsverhalten über eine sehr lange Betriebsdauer des Hydrospeichers 1 zu gewährleisten.Due to the inventive design of the sealing system, in particular of the sealing element 13 and the other guiding and sealing elements 75 is an effective measure created the deposition of dirt particles with abrasive effect on the storage housing inner wall 15 to prevent proper operation over a very long operating life of the hydraulic accumulator 1 to ensure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1552162 B1 [0005] EP 1552162 B1 [0005]

Claims (23)

Hydrospeicher mit einem in einem Speichergehäuse (3) in Axialrichtung bewegbaren Kolben (5), der einen ersten Arbeitsraum (7) von einem zweiten Arbeitsraum (9) in dem Speichergehäuse (11) trennt, wobei entlang des Umfanges des Kolbens (5) mindestens ein Dichtelement (13) zur Abdichtung des ersten von dem zweiten Arbeitsraum (9) an einer Speichergehäuseinnenwand (15) mit Bewegung des Kolbens (5) in gleitender Weise anliegend angeordnet ist, und wobei das Dichtelement (13) aus einem, in einer Ringnut (17) des Kolbenumfangs sitzenden, eine blockartige Hüllform (19) seines Querschnitts aufweisenden Ring (21) gebildet ist, an dessen einer radial außenliegenden Ringfläche (23) in zumindest einer Axialrichtung eine vorkragende Abstreifeinrichtung (25) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Außenseite (27) des Dichtelements (13), die zumindest in Anlage mit der Speichergehäuseinnenwand (15) ist, eine Anlagestruktur (29) derart eingebracht ist, dass Teile (31) der Außenseite (27) des Dichtelementes (13) in Anlage mit der Speichergehäuseinnenwand (15) gebracht sind und andere Teile (33) der Anlagestruktur (29) in radialer Richtung einen definierten Funktionsabstand (35) zu dieser einnehmen.Hydraulic accumulator with one in a storage housing ( 3 ) Axially movable piston ( 5 ), which has a first working space ( 7 ) from a second workspace ( 9 ) in the storage enclosure ( 11 ), wherein along the circumference of the piston ( 5 ) at least one sealing element ( 13 ) for sealing the first of the second working space ( 9 ) on a storage enclosure inner wall ( 15 ) with movement of the piston ( 5 ) is arranged in a sliding manner, and wherein the sealing element ( 13 ) from one, in an annular groove ( 17 ) of the piston circumference, a block-like envelope ( 19 ) having its cross-section ring ( 21 ) is formed, at whose a radially outer annular surface ( 23 ) in at least one axial direction a projecting scraping device ( 25 ), characterized in that on an outer side ( 27 ) of the sealing element ( 13 ), at least in contact with the storage enclosure inner wall ( 15 ), an investment structure ( 29 ) is introduced such that parts ( 31 ) of the outside ( 27 ) of the sealing element ( 13 ) in contact with the storage enclosure inner wall ( 15 ) and other parts ( 33 ) of the investment structure ( 29 ) in the radial direction a defined functional distance ( 35 ) to take this. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (31, 33) der Anlagestruktur (29), die einander benachbart sind, in vorgebbaren Winkeln (α) in Richtung der Speichergehäuseinnenwand (15) unter Bildung von lippenartigen Anlageflächen oder Anlagelinien (37) aufeinander zugeneigt sind.Hydraulic accumulator according to claim 1, characterized in that the parts ( 31 . 33 ) of the investment structure ( 29 ), which are adjacent to each other, at predetermined angles (α) in the direction of the storage housing inner wall ( 15 ) forming lip-like abutment surfaces or abutment lines ( 37 ) are inclined towards each other. Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Winkel (α) der Teile (31, 33) spitzwinklig gewählt sind.Hydraulic accumulator according to claim 1 or 2, characterized in that the predeterminable angle (α) of the parts ( 31 . 33 ) are selected at an acute angle. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in alternierender Reihenfolge mehrere Teile (31, 33) der Anlagestruktur (29) derart hintereinander angeordnet sind, dass eine wellenförmige Struktur (39) mit Wellenbergen (41) und Wellentälern (43) gebildet ist.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that in alternating sequence several parts ( 31 . 33 ) of the investment structure ( 29 ) are arranged one behind the other such that a wavy structure ( 39 ) with wave crests ( 41 ) and troughs ( 43 ) is formed. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (17) des Kolbens (5) für die Aufnahme des Dichtelementes (13) derart ausgebildet ist, dass in einem fiktiven Ausgangszustand die Abstreifeinrichtung (25) im Bereich ihres freien Endes (45) mit einem keilförmigen, nach außen gerichteten Anlagestück (47) über die Speichergehäuseinnenwand (15) fiktiv vorsteht.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the annular groove ( 17 ) of the piston ( 5 ) for receiving the sealing element ( 13 ) is designed such that in a fictitious initial state, the stripping device ( 25 ) in the region of its free end ( 45 ) with a wedge-shaped, outwardly directed piece of equipment ( 47 ) over the storage enclosure inner wall ( 15 ) projects fictitiously. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (13) auf seiner, den Teilen (31, 33) abgewandten Seite (49) mit einer, vorzugsweise balligen Überstandsfläche (51) versehen ist, die aufgrund ihres vorgebbaren Überstandmaßes (53) gegenüber einer Bodenfläche (55) der Ringnut (17) eine Anpresskraft (F) auf die jeweilige lippenartige Anlagefläche oder -linie (37) des Dichtelementes (13) ausübt.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 13 ) on his, the parts ( 31 . 33 ) facing away ( 49 ) with a preferably crowned protrusion surface ( 51 ) is provided, which due to their specifiable Überstandmaßes ( 53 ) opposite a floor surface ( 55 ) of the annular groove ( 17 ) a contact force (F) on the respective lip-like contact surface or line ( 37 ) of the sealing element ( 13 ) exercises. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Übergangsstelle (57) zwischen vorkragender Abstreifeinrichtung (25) und blockartiger Hüllform (19) des Dichtelementes (13) eine Art Gelenkstelle (59) geschaffen ist, die eine Schwenkmöglichkeit der Abstreifeinrichtung (25) gegenüber der in der Ringnut (17) des Kolbens (5) stationär angeordneten blockartigen Hüllform (19) ermöglicht.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of a transition point ( 57 ) between projecting scraping device ( 25 ) and block-like enveloping shape ( 19 ) of the sealing element ( 13 ) a kind of hinge point ( 59 ) is provided which a pivoting possibility of the stripping device ( 25 ) in relation to that in the annular groove ( 17 ) of the piston ( 5 ) stationarily arranged block-like envelope form ( 19 ). Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Gelenkstelle (59) im Bereich der Übergangsstelle (57) zwischen vorkragender Abstreifeinrichtung (25) und blockartiger Hüllform (19) des Dichtelementes (13) eine konvex verlaufende Materialeinschnürung (61) vorgesehen ist, die auf der der Speichergehäuseinnenwand (15) abgewandten Seite (49) des Dichtelementes (13) angeordnet ist.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that for the formation of the hinge point ( 59 ) in the area of the crossing point ( 57 ) between projecting scraping device ( 25 ) and block-like enveloping shape ( 19 ) of the sealing element ( 13 ) a convex material necking ( 61 ) provided on the inside of the storage enclosure ( 15 ) facing away ( 49 ) of the sealing element ( 13 ) is arranged. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die blockartige Hüllform (19) des Dichtelementes (13) in Axialrichtung gesehen zwei Stirnseiten (63, 65) aufweist, die parallel zueinander in Anlage sind mit korrespondierenden Aufnahmeflächen (67, 69) der Ringnut (17) des Kolbens (5).Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the block-like enveloping shape ( 19 ) of the sealing element ( 13 ) seen in the axial direction two end faces ( 63 . 65 ) which are parallel to each other in abutment with corresponding receiving surfaces ( 67 . 69 ) of the annular groove ( 17 ) of the piston ( 5 ). Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (13) einstückig, bevorzugt aus Polyurethanmaterial mit vorgebbarer Elastizität aufgebaut ist.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 13 ) in one piece, preferably constructed of polyurethane material with predeterminable elasticity. Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung das Dichtelement (13) in der Ringnut (17) des Kolbens (5) in dessen zuäußerst angeordnetem Randbereich (71) vorgesehen ist, der bevorzugt in Richtung des, eine Gasseite (73) bildenden ersten Arbeitsraumes (7) weist.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that in the axial direction, the sealing element ( 13 ) in the annular groove ( 17 ) of the piston ( 5 ) in its outermost edge region ( 71 ), which is preferably in the direction of, a gas side ( 73 ) forming the first working space ( 7 ). Hydrospeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Kolbens (5) weitere, anders geartete ringförmige Dichtelemente (75) nebst ringförmigen Führungsbändern (77, 77', 77'') für die Führung des Kolbens (5) entlang der Speichergehäuseinnenwand (15) angeordnet sind.Hydraulic accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the piston ( 5 ) further, differently shaped annular sealing elements ( 75 ) together with annular guide bands ( 77 . 77 ' . 77 '' ) for the guidance of the piston ( 5 ) along the storage enclosure inner wall ( 15 ) are arranged. Dichtelement, insbesondere für die Verwendung in einem Hydrospeicher, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem, im Querschnitt gesehen, eine blockartige Hüllform (19) seines Querschnitts aufweisenden Ring (21) , an dessen einer radial außenliegenden Ringfläche (23) in zumindest einer Axialrichtung des Ringes (21) eine vorkragende Abstreifeinrichtung (25) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Außenseite (27) des Ringes (21), die der Abstreifeinrichtung (25) benachbart ist, eine Anlagestruktur (29) in den Ring (21) derart eingebracht ist, dass Teile (31) der Außenseite (27) des Ringes (21) in dessen Umfangsrichtung gesehen, vorspringende und andere Teile (33) in Radialrichtung gesehen zu diesen Teilen (31) in einem definierten Funktionsabstand (35) rückspringend angeordnet sind.Sealing element, in particular for use in a hydraulic accumulator, according to one of the preceding claims, having a, seen in cross-section, a block-like envelope shape ( 19 ) of his Cross-section ring ( 21 ), on whose radially outer annular surface ( 23 ) in at least one axial direction of the ring ( 21 ) a projecting scraping device ( 25 ), characterized in that on an outer side ( 27 ) of the ring ( 21 ), the stripping device ( 25 ) is an investment structure ( 29 ) in the ring ( 21 ) is introduced such that parts ( 31 ) of the outside ( 27 ) of the ring ( 21 ) seen in its circumferential direction, projecting and other parts ( 33 ) seen in the radial direction to these parts ( 31 ) in a defined functional distance ( 35 ) are arranged receding. Dichtelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (31, 33) der Anlagestruktur (29), die einander benachbart sind, in vorgebbaren Winkeln (α) unter Bildung von lippenartigen Anlageflächen oder Anlagelinien (37) aufeinander zugeneigt sind.Sealing element according to claim 13, characterized in that the parts ( 31 . 33 ) of the investment structure ( 29 ), which are adjacent to each other, at predetermined angles (α) to form lip-like abutment surfaces or abutment lines ( 37 ) are inclined towards each other. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Winkel (α) der Teile (31, 33) spitzwinklig gewählt ist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the predeterminable angle (α) of the parts ( 31 . 33 ) is selected at an acute angle. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in alternierender Reihenfolge mehrere Teile (31, 33) der Anlagestruktur (29) derart hintereinander angeordnet sind, dass eine wellenförmige Struktur (39) mit Wellenbergen (41) und Wellentälern (43) gebildet ist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that in alternating sequence several parts ( 31 . 33 ) of the investment structure ( 29 ) are arranged one behind the other such that a wavy structure ( 39 ) with wave crests ( 41 ) and troughs ( 43 ) is formed. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (21) auf seiner, den Teilen (31, 33) abgewandten Seite (49) mit einer, vorzugsweise balligen Überstandsfläche (51) versehen ist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the ring ( 21 ) on his, the parts ( 31 . 33 ) facing away ( 49 ) with a preferably crowned protrusion surface ( 51 ) is provided. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Übergangsstelle (57) zwischen der vorkragenden Abstreifeinrichtung (25) und der blockartigen Hüllform (19) des Dichtelementes (23) eine Art Gelenkstelle (59) geschaffen ist, die eine Schwenkmöglichkeit der Abstreifeinrichtung (25) gegenüber der blockartigen Hüllform (19) ermöglicht.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of a transition point ( 57 ) between the projecting scraping device ( 25 ) and the block-like envelope ( 19 ) of the sealing element ( 23 ) a kind of hinge point ( 59 ) is provided which a pivoting possibility of the stripping device ( 25 ) with respect to the block-like envelope shape ( 19 ). Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Gelenkstelle (59) im Bereich der Übergangsstelle (51) zwischen vorkragender Abstreifeinrichtung (25) und blockartiger Hüllform (19) des Dichtelements (13) eine konvex verlaufende Materialeinschnürung (61) vorgesehen ist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that for forming the hinge point ( 59 ) in the area of the crossing point ( 51 ) between projecting scraping device ( 25 ) and block-like enveloping shape ( 19 ) of the sealing element ( 13 ) a convex material necking ( 61 ) is provided. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die blockartige Hüllform (19) des Dichtelements (13), in Axialrichtung gesehen, zwei Stirnseiten (63, 65) aufweist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the block-like envelope shape ( 19 ) of the sealing element ( 13 ), seen in the axial direction, two end faces ( 63 . 65 ) having. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (13) einstückig, bevorzugt aus Polyurethanmaterial mit vorgebbarer Elastizität aufgebaut ist.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 13 ) in one piece, preferably constructed of polyurethane material with predeterminable elasticity. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die größte radiale Dicke (d) der Abstreifeinrichtung (25) etwa ¼ der größten radialen Dicke (d') der blockartigen Hüllform (19) des Ringes (21) entspricht.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the largest radial thickness (d) of the stripping device ( 25 ) about ¼ of the largest radial thickness (d ') of the block-like envelope ( 19 ) of the ring ( 21 ) corresponds. Dichtelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifeinrichtung (25) eine größte Länge (LA) aufweist, die der größten axialen Länge (LH) der blockartigen Hüllform (19) etwa entspricht.Sealing element according to one of the preceding claims, characterized in that the stripping device ( 25 ) has a maximum length (L A ) corresponding to the greatest axial length (L H ) of the block-like envelope shape (L H ) 19 ) corresponds approximately.
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