Die Erfindung betrifft einen Doppelkolbenspeicher, der insbesondere in einem hydrostatischen Hybrid-Antriebssystem für Fahrzeuge als Ersatz für einen Hochdruck-Hydrospeicher und einen Niederdruck-Hydrospeicher vorgesehen ist.

Im Hinblick auf die Verknappung der Ressourcen und die zunehmende C02-Belastung der Umwelt kommen in der Fahrzeugtechnik zunehmend hybride Antriebssysteme zur Anwendung, mit denen bei Bremsvorgängen gewonnene Energie gespeichert und aus der gespeicherten Energie An- triebsenergie wieder gewonnen wird, um das Fahrzeug für den Fahrbetrieb und insbesondere für Beschleunigungsvorgänge zu unterstützen. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, für vergleichbare Fahrleistungen die Antriebsleistung des als Primärantrieb dienenden Verbrennungsmotors herabzusetzen. Ein derartiges„downsizing" führt nicht nur zu einer Verbrauchssen- kung, sondern eröffnet auch die Möglichkeit betreffende Fahrzeuge einer einer niedrigeren Leistungsklasse entsprechenden günstigeren Schadstoffklasse zuzuordnen.

Diese Ziele lassen sich nicht nur durch elektromotorische Hybride errei- chen, sondern es können wegen der hohen Energiedichte hydraulischer

Systeme auch hydrostatische Hybridsysteme zum Einsatz kommen. Ein derartiges hydrostatisches Antriebssystem mit Rückgewinnung von Bremsener- gie ist beispielsweise in dem Dokument DE Ί 0 2005 060 994 AI aufgezeigt.

Das Betriebsverhalten eines derartigen hydrostatischen Hybridsystems lässt sich optimieren, indem anstel le eines Hochdruck-Hydrospeichers und eines gesonderten Niederdruck-Hydrospeichers ein Doppelkolbenspeicher zum Einsatz kommt. Im Vergleich zur Benutzung getrennter Speicher ist dadurch eine kompaktere Bauweise möglich. Neben der Kompaktheit ist für Systeme, die in Fahrzeuge eingebaut sind, jedoch ein möglichst geringes Bau- gewicht anzustreben. Doppelkolbenspeicher üblicher Bauweise, wie sie beispielsweise für einen Einsatz bei Tief wasserbohr ungen im Dokument US 6,202,753 B1 aufgezeigt sind, werden diesen Anforderungen nicht gerecht. Im Hinbl ick hierauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Doppelkolbenspeicher zur Verfügung zu stellen, der sich neben einem kompakten Aufbau auch durch ein besonders geringes Baugewicht auszeichnet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Doppelkolbenspeicher ge- löst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Wandstärke des Speichergehäuses, die dem Hochdruckteil zugeordnet ist, größer ist als die demgegenüber verringerte Wandstärke, die dem Niederdrucktei l zugeordnet ist. Neben der dadurch erreichten Verringerung des Gewichts des Speichergehäuses ist der Gehäuse Werkstoff dadurch optimal genutzt, indem im Hochdruckteil die Wandstärke dem der Hochdruckseite entsprechenden Druckniveau angepasst ist, während die Wandstärke im Niederdruckteil dem dort herrschenden niedrigen Druckniveau entsprechend merkl ich geringer ist. Dadurch, dass sich weiterhin das Speicherge- häuse über Hochdruckteil und Niederdruckteil des Speichers einteilig erstreckt, ist neben der leichtgewichtigen Bauweise auch eine größtmögliche Kompaktheit der Baueinheit realisierbar. Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass das Speichergehäuse ein einstückiges Bauteil ist, das einen absatzlos vom Hochdruckteil zum Niederdruckteil durchgehenden Innenzylinder bildet, in dem beide, den gleichen Kolbendurchmesser aufweisende Speicherkolben geführt sind. Ein derartiges Bauteil mit absatzlos durchgehendem Innenzy- linder lässt sich besonders gewichtssparend als Tiefziehteil oder Stechdrückteil herstellen.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass das Zwischenstück am Endbereich des die größere Wandstärke aufweisenden Abschnittes des Innenzylinders befestigt ist. Durch die Verbindung des Zwischenstückes mit dem noch die größere Wandstärke aufweisenden Gehäuseabschnitt ist eine strukturfeste Lagesicherung des Zwischenstückes sichergestellt. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das Zwischenstück ein Ringkörper mit einer radial außenliegenden Zylinderfläche, die unter Bildung einer Abdichtung an der Innenfläche des Innenzylinders anliegt und an mindestens einer Befestigungsstelle mit dieser verbunden ist. Diesbezüglich kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Zylinderfläche des Zwischenstückes mindestens eines Vertiefung, vorzugweise

Ringnut, aufweist, in die eine in die Gehäusewand eingeformte Einkerbung eingreift. Die Lagesicherung des Zwischenstückes ist dadurch mit geringem Herstellungsaufwand durchführbar. Alternativ kann für die Lagesicherung des Zwischenstückes in der Zylinderfläche des Zwischenstückes mindestens eine Radialbohrung vorgesehen sein, in die ein Befestigungsbolzen oder eine Befestigungsschraube eingreift, die von der Außenseite des Speichergehäuses her eingesetzt oder eingeschraubt ist.

Weiterhin kann die Anordnung so getroffen sein, dass in der Wand des Innenzylinders und in der Zylinderfläche des Zwischenstückes miteinander fluchtende Vertiefungen für den Eingriff eines Einlegeringes vorgesehen sind.

Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann der Ringkörper des Zwischenstückes aus zwei miteinander verschraubten Ringkörperteilen gebildet sein, die je ein Teil der am Innenzylinder anliegenden Zylinderfläche bilden, wobei die Vertiefung in der Zylinderfläche des einen Ringkörperteiles zum anderen Ringkörperteil hin offen ausgebildet ist und durch diesen anderen Ringkörperteil verschließbar ist. Bei dieser Bauweise kann bei der Montage so vorgegangen werden, dass das Einlegeteil am einen Ringkörperteil in Stellung gebracht wird, bevor das Zwischenstück durch den zweiten Ring- körperteil vervollständigt wird.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa um den Faktor 4 verkleinert dargestellten Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles des Doppelkolbenspeichers, wobei die Kolbenstellungen dem entladenen Zustand der Hochdruckseite entsprechen;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch um 90° um die Längsachse gedreht und mit Kolbenstellungen, die dem größten Volumen des Fluidraumes der Hochdruckseite entsprechen, und

Fig. 3 bis 7 vergrößert dargestellte Teilausschnitte des in Fig. 2 mit A bezeichneten Bezirks.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Doppelkolbenspeicher gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Speichergehäuse mit 2 bezeichnet ist. Das Speichergehäuse 2 bi ldet einen Innenzyl inder, der von einer Hoch- druckseite 4 absatzlos, d. h. mit gleichbleibendem Innendurchmesser, bis zu einer Niederdruckseite 6 einteilig durchgehend ausgebildet ist, wobei in dem Innenzylinder ein hochdruckseitiger Speicherkolben 8 und ein nieder- druckseitiger Speicherkolben 10 axial verschiebbar geführt sind. Hochdruckseite 4 und Niederdruckseite 6 sind durch ein i m Innenzylinder fixier- tes Zwischenstück 12 fluiddicht voneinander getrennt. Durch das Zwischenstück 12 erstreckt sich mit uiddlc ter Führung eine Kolbenstange 14, die mit beiden Speicherkolben 8, 10 verbunden ist. Die Fig. 1 zeigt Kolbenstellungen, bei denen ein zwischen Speicherkolben 8 und Zwischenstück 12 befindlicher, hochdruckseitiger Fluidraum 16 sein kleinstes Volumen besitzt, während ein zwischen Speicherkolben 10 und Zwischenstück 1 2 befindlicher, niederdruckseitiger Fluidraum 18 sein größtes Volumen besitzt. Die Darstellung von Fig. 1 entspricht somit dem vol lständig entladenen Zustand. Demgegenüber zeigt Fig. 2 Kolbenstell ungen, die dem geladenen Zustand entsprechen, wobei der niederdruckseitige Fluidraum 18 das kleinste Volumen und der hochdruckseitige Fluidraum 16 das größte Volumen besitzen, der Speicher somit gegen das die Gasseite 20 bildende Ende 22 des Speichergehäuses 2 verschoben ist. Dieses Ende 22 ist bis auf einen Anschluss 24 für Arbeitsgas (vorzugsweise N 2) geschlossen, während das niederdruckseitige Ende des Speichergehäuses 2 zur Atmosphäre offen ist. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist das Speichergehäuse 2 ein einstückiges Bauteil, das beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. Dabei ist die Wandstärke über den Längenabschnitt der Hochdruckseite 4 an das hochdruckseitige Druckniveau angepasst und geht am Ende der Hoch- druckseite 4 in eine dem demgegenüber weit geringeren Druckniveau der Niederdruckseite 6 angepasste verringerte Wandstärke über. Das Zwischenstück 12 ist am betreffenden Endbereich der Hochdruckseite 4 an der Innenwand des Innenzylinders festgelegt, also am Ende des noch die größere Wandstärke aufweisenden Bereiches des Speichergehäuses 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Drehstellung des Speichergehäuses 2 ist eine am Zwischenstück 1 2 radial außenliegende Öffnung 26 sichtbar, die einen Flu- idweg zum hochdruckseitigen Fluidraum 16 bildet und darüber hinaus einen weiteren Zweck erfüllt, auf den in Verbindung mit Fig. 6 und 7 unten noch eingegangen wird. Im Zwischenstück 12 befindet sich außerdem ein zum niederdruckseitigen Fluidraum 18 führender Fluidweg, der bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Drehstellungen des Gehäuses 2 nicht sichtbar ist.

Anhand der Fig. 3 bis 7 sind mehrere Ausführungsbeispiele der Lagefixie- rung des Zwischenstückes 12 erläutert. Das Zwischenstück 12 bildet im großen Ganzen einen Ringkörper mit einer radial außenliegenden Zylinderfläche 30, die an der Innenfläche des Gehäuses 2 anliegt und demgegenüber über Dichtungen 32 abgedichtet ist. Es versteht sich, dass die Speicherkolben 8, 10 ebenfalls über Kolbendichtungen 34 am Innenzylinder abgedichtet sind. Wie Fig. 3 zeigt, ist in der Zylinderfläche 30 des Zwischenstückes 12 eine Vertiefung 36 ausgebildet, in die eine in die Wand des Speichergehäuses 2 eingeformte Einkerbung 38 eingreift, um das Zwischenstück 12 zu fixieren. Die Fig. 4 und 5 zeigen demgegenüber Ausführungsformen, bei denen in der Zylinderfläche 30 des Zwischenstückes 12 Radialbohrungen 40 vorge- sehen sind, wobei in Fig. 4 eine Befestigungsschraube 42 und in Fig. 5 Befestigungsbolzen 44 i n die Bohrung 40 eingreifen.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der i n der Wand des I nnenzyl i n- ders des Speichergehäuses 2 eine Vertiefung 46 ausgebildet ist, die mit einer in die Zylinderfläche 30 des Zwischenstückes 1 2 eingearbeiteten Vertiefung 48 fluchtet. Bei dieser Konfiguration kann die Lagefixierung des Zwischenstückes 1 2 mittels ei nes Einlegeringes 50 erfolgen. Dabei handelt es sich um einen Ring aus elastisch flexiblem Werkstoff mit ausreichender Fes- tigkeit, wie zum Beispiel Federstahl, der geschl itzt, d. h. nicht geschlossen ist, so dass er über die in Fig. 1 mit 26 bezeichnete Öffnung in den Ringraum einschiebbar ist, der durch die fluchtenden Vertiefungen 46 und 48 gebi ldet ist. Das Beispiel von Fig. 7 unterscheidet sich gegenüber dem Beispiel von Fig. 6 dadurch, dass der Ringkörper des Zwischenstückes 12 aus zwei Ringkörpertei len 28 und 29 zusammengesetzt ist, die durch eine Verschraubung 52 miteinander verbunden si nd und gemeinsam die radial außenl iegende Zyl i nderfläche 30 definieren. Wiederum ist für die Lagefixierung des Zwi- schenstückes 12 i n den durch die Vertiefungen 46 und 48 gebi ldeten Raum ein Ein legering 50 eingesetzt, wobei jedoch die Vertiefung 48 im Ringkörpertei l 28 so ausgebi ldet ist, dass sie zum anderen Ringkörperteil 29 hin offen ist und durch diesen Ringkörpertei l 29 bei Verschrauben mit dem Ringkörpertei l 28 geschlossen wi rd.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die dargestel lten Ausführungsformen der Lagesicherung des Zwischenstückes 1 2 beschränkt ist, sondern auch eine andere Befestigungstechnik benutzt werden kann, etwa Schweißen, Kleben oder dergleichen.