DE10059382A1 - Hydraulisches System - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System mit einer Dämpfungseinrichtung.
Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System insbesondere für Kraftfahrzeuge
mit einer Dämpfungseinrichtung beziehungsweise zumindest einem
Druckbegrenzungsventil, wobei zumindest ein entgegen der Wirkung eines axial
wirksamen Energiespeichers verlagerbarer Schließkörper einen
Leitungsquerschnitt des hydraulischen Systems abdichtet.
Derartige hydraulische Systeme werden insbesondere in Kraftfahrzeugen als
Vorrichtungen zur Betätigung von Bremsen, als Lenkhilfesysteme und als
Vorrichtung zur Betätigung von Reibungskupplungen beispielsweise im Kraftfluß
zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe und/oder einer
Elektromaschine und einem Antriebsstrang verwendet. Zur Dämpfung von
Druckstößen des Druckmediums werden dabei Dämpfungseinrichtungen
verwendet, wie sie zum Beispiel in der GB 20 32 581 gezeigt sind. Derartige
Dämpfungseinrichtungen weisen zumindest einen, mit einem Energiespeicher
axial beaufschlagten Schließkörper auf, der bei einem vorgegebenen
Schließdruck eine Verbindung zwischen den zwei Anschlußstücken herstellt.
Derartige Anordnungen sind insbesondere gegen periodisch wiederkehrende
Druckstöße im Druckmedium anfällig und reagieren beispielsweise mit
Geräuschen wie Quietschen auf eine derartige Anregung.
Ist ein derartiges Druckbegrenzungsventil in einen Leitungsstrang unter Bildung
zweier Einzelstränge eingebaut, so besteht weiterhin der Nachteil, daß beim
Befüllen des hydraulischen Systems mit Druckmedium beide Teilstränge einzeln
befüllt werden müssen, da das Druckbegrenzungsventil die beiden Teilstrecken
dichtend voneinander trennt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein hydraulisches System vorzuschlagen, das
in das Druckmedium eingetragene Schwingungen dämpft und eine verbesserte
Wirkungsweise bezüglich einer verminderten Geräuschanregung aufweist,
kostengünstiger herzustellen ist und einfacher zu montieren ist. Weiterhin soll das
hydraulische System von einer Einfüllstelle aus komplett befüllt werden können.
Die Aufgabe wird durch ein hydraulisches System gelöst, das zumindest ein
Druckbegrenzungsventil umfassend ein Gehäuse mit zumindest zwei Anschlüssen
und zumindest einem mittels eines axial entgegen der Wirkung eines
Energiespeichers verlagerbaren Schließkörpers verschließbaren
Leitungsquerschnitt aufweist, wobei zumindest ein Teil eines axialen Weges des
Schließkörpers bedämpft ist. Auf diese Weise kann eine Resonanzanregung des
Schließkörpers durch das pulsierende Medium vermieden werden, während ein
unbedämpfter, lediglich mit einem Energiespeicher beaufschlagter Schließkörper
in Resonanz mit dem Druckmedium treten kann und damit lästige Geräusche
verursacht.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann hierzu die Dämpfungseinrichtung aus
einem Energiespeicherelement und zumindest einem Reibelement gebildet sein.
Beispielsweise kann ein den zumindest einen Schließkörper einer
Dämpfungseinrichtung axial beaufschlagender Energiespeicher parallel oder
seriell zu einer Reibeinrichtung wirkend vorgesehen sein, wobei bei paralleler
Arbeitsweise die Aalbewegung des Schließkörpers sofort oder nach einem
vorgegebenen Aalweg des Schließkörpers von einem sich einstellenden
Reibmoment überlagert wird. Das Reibmoment kann dabei von dem Aalweg
linear, progressiv oder degressiv eingestellt sein. Weiterhin kann das Reibmoment
von der Geschwindigkeit der axialen Bewegung des Schließkörpers sein.
Beispielhaft für Energiespeicherelemente, die den Schließkörper axial
beaufschlagen, sind Schraubendruckfedern, Gummielemente und/oder
kompressible Fluide, die hierzu in einer nahezu geschlossenen Kammer
untergebracht sein können und gegen die der Schließkörper axial unter
Volumenkontraktion der Kammer bewegt wird. Der Energiespeicher stützt sich
hierzu vorteilhafter Weise mittelbar über einen Kolben oder dergleichen oder
unmittelbar gehäusefest ab, wozu am Gehäuse entsprechend ausgestaltete
Anschläge einteilig mit dem Gehäuse verbunden vorgesehen sein können oder
zusätzliche Bauteile mit dem Gehäuse in Anschlag gebracht werden können, so
daß sich der Schließkörper entgegen der Wirkung des Energiespeichers
abstützen kann. Es versteht sich, daß jegliche Form von Energiespeichern auch
unter Vorspannung oder mit Spiel im Kraftweg zwischen Schließkörper und
Gehäuse eingebaut werden kann.
Ein gemäß dem erfinderischen Gedanken vorteilhaftes Reibelement kann
hydraulisch - beispielsweise hydrodynamisch und/oder hydrostatisch - und/oder
mechanisch wirksam sein. So kann beispielsweise ein Reibelement auf Grund
einer Scherwirkung eines viskosen Fluids gebildet werden, wobei das viskose
Fluid zwischen einem Bauteil des Schließkörpers und einem gehäusefesten
Bauteil eingebracht sein und bei einer Relativbewegung der beiden Teile
gegeneinander als Flüssigkeitsreibelement wirken kann.
Weiterhin kann bei Verwendung eines innen hohlen Schließkörpers in Verbindung
mit einem axial wirksamen Federelement, beispielsweise einer
Schraubendruckfeder, das axial in den Schließkörper eingreift und sich einerseits
am Boden des Schließkörpers und andererseits am Gehäuse des
Druckbegrenzungsventils axial abstützt ein vorteilhaftes Verhalten, beispielsweise
ein geräuschdämpfender Effekt beobachtet werden, ohne dass eine separate
Reibungseinrichtung vorgesehen werden muß. Untersuchungen haben dabei
gezeigt, dass die Ursache hierfür eine innere Reibung der Anordnung und/oder
die Lage des Angriffspunkts des Federelements im Schließkörper, so dass der
axial nach vorne gelegte Anlenkpunkt positive Eigenschaften auf das
Kippverhalten des Schließkörpers bewirkt, sein kann. Durch diese hohle
Ausführung kann bei ausreichender axialer Führung des Schließkörpers der
Anlenkpunkt des Federelements in Richtung Leitungsquerschnitt
beziehungsweise Dichtkante des Druckbegrenzungsventil verlagert werden.
Vorteilhaft kann eine Verlagerung des Anlenkpunktes in die vordere Hälfte,
vorzugsweise in das vordere Drittel der aalen Ausdehnung des Schließkörpers
sein. Weiterhin können Masseanhäufungen axial zwischen dem Anlenkpunkt und
dem vorderen, der Dichtkante zugewandten Teil des Schließkörpers vorteilhafte
Wirkungen, beispielsweise einen Tilgereffekt für Schwingungen im Druckmittel
aufweisen. Es versteht sich, dass die Anlenkung des Federelements im Innern
des Schließkörpers auch für Ausführungen mit Reibelement vorteilhaft sein kann.
Nach einem erfinderischen Gedanken kann es weiterhin von Vorteil sein,
zumindest zwei Druckbegrenzungsventile in einem Gehäuse unterzubringen,
wobei diese vorteilhafter Weise in ihrer Wirkung entgegengesetzt angeordnet sein
können. Das Gehäuse kann ein separates, in eine Leitung eingebrachtes
Gehäuse sein, weiterhin ist es möglich, ein oder mehrere
Druckbegrenzungsventile in einem zum hydraulischen System zugehörigen
Funktionsbauteil beispielsweise einem Geberzylinder und/oder einem
Nehmerzylinder anzuordnen, wodurch bezüglich der Anzahl der Bauteile
besonders günstige Anordnungen gebildet werden können.
Die Anordnung von zwei oder mehreren Druckbegrenzungsventilen in einem
Gehäuse ergibt in besonders vorteilhafter Weise sogenannte "Kribbelfilter" mit
hoher Qualität, da eine bidirektionale Druckschwankungsdämpfung des
Druckmediums effektiv und bidirektional gefiltert werden kann. Diese
Dämpfungseinrichtungen können besonders vorteilhaft ausgestaltet werden, wenn
sie mit bedämpften Druckbegrenzungsventilen nach dem erfinderischen
Gedanken ausgestattet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines hydraulischen Systems der genannten
Gattung sieht zumindest einen Schließkörper vor, der zumindest aus zwei
gegeneinander verlagerbaren Teilen besteht. Diese Teile können radial
ineinander greifen und innen hohl ausgebildet sein, wodurch sich bei der
Verlagerung der beiden Teile gegeneinander ein sich änderndes Volumen in einer
von den beiden Teilen eingeschlossenen Kammer bilden kann. Die beiden Teile,
beispielsweise der Schließkörper selbst und ein radial innerhalb dichtend an den
Schließkörperwänden anliegendes Bauteil, beispielsweise ein Kolben, der
ebenfalls hohl sein kann, kann ein kompressibles Fluid enthalten, beispielsweise
ein Gas wie Luft oder einen Schaumkörper, beispielsweise aus kompressiblem
Hartschaum gebildet, der reversibel deformierbar ist. Auf diese Weise kann in
dem zweiteiligen Schließkörper ein Energiespeicherelement angeordnet werden.
Das Reibelement nach dem erfinderischen Gedanken kann mechanisch
ausgebildet sein, in dem die Wände zwischen dem Schließkörper und dem axial
hierzu verlagerbaren Kolben mechanisch während einer Relativbewegung der
beiden Teile gegeneinander ein Reibeinrichtung bilden. Hierbei kann zumindest
eine der Kontaktflächen des Schließkörpers oder des Kolbens entsprechend
vorbehandelt oder beschichtet sein, um den nötigen Reibwert der beiden Teile
gegeneinander einzustellen. Es kann auch vorteilhaft sein, im Fluid
beziehungsweise Schaumkörper eine entsprechende innere Reibung,
beispielsweise durch beigefügte Reibmaterialien, vorzusehen. Es versteht sich,
daß der Kolben entgegen der Wirkung des Energiespeichers, der zwischen dem
Kolben und dem Schließkörper vorgesehen ist, an einem gehäusefesten Teil
abstützen kann. Weiterhin kann das zweite Bauteil beispielsweise der Kolben
oder ein Stempel fest mit dem Gehäuse verbunden sein und axial in die der
Dichtfläche des Schließkörpers entgegengesetzten Seite vorgesehene Öffnung
eingreifen.
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, anstatt des in der Kammer vorgesehenen Fluids
oder Schaumkörpers eine Schraubendruckfeder vorzusehen, die zwischen den
dem Schließkörper und dem gehäusefesten Bauteil wie Stempel oder Kolben
verspannt ist. Auch hier kann zwischen den Wänden des Schließkörpers und des
Kolbens eine mechanische Reibeinrichtung vorgesehen sein, es ist jedoch
besonders vorteilhaft, die sich bildende Kammer mit Druckmedium zu befüllen und
zwischen der von dem Kolben verschlossenen Kammer im Schließkörper und
einer Kammer, die unmittelbar mit den Leitungen des hydraulischen Systems in
Verbindung steht beziehungsweise von diesen gebildet wird - beispielsweise eine
Kammer im Bereich eines Ventilsitzes, der von dem Schließkörper verschlossen
wird - eine Verbindung für das Druckmedium zu schaffen, wobei diese
Verbindung ausgestaltet sein kann, daß über Scherwirkung des Druckmediums
ein Reibelement bei Verlagerung des gehäusefesten Teils, wie Kolben, gegen den
Schließkörper gebildet wird. Die Verbindung kann dabei aus zumindest einer,
vorteilhafter Weise aus mehreren über den Innenumfang des Schließkörpers
verteilten Längsnuten sein, die im Schließkörper und/oder im Kolben eingeformt,
beispielsweise eingeprägt sein können. Durch Länge, Querschnitt, Form und/oder
Anzahl der Längsnuten kann das erforderliche Reibmoment eingestellt werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein die Wärmeausdehnungskoeffizienten der
beiden Materialien - Kolben-, Schließkörpermaterial - so auszuwählen und
aufeinander abzustimmen, daß die Temperaturabhängigkeit der Viskosität des
Druckmediums zumindest teilweise kompensiert wird.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird bei einer Axialverlagerung des
Schließkörpers beim Öffnen des Ventils Druckmedium aus der
Schließkörperkammer verdrängt und in Folge der Scherwirkung in den
Längsnuten ein Reibmoment verursacht. Derselbe Vorgang kann in umgekehrter
Flußrichtung des Druckmediums bei einer Druckentlastung des Mediums und
daher beim Schließen des Druckbegrenzungsventils durch den Schließkörper
bewirkt werden.
Weiterhin von Vorteil kann es sein, zusätzlich oder alternativ im Schließkörper
eine Öffnung mit einem vorgegebenen Durchmessers vorzusehen, durch den das
Druckmedium bei einer Verlagerung des Schließkörpers entgegen dem Kolben
entweichen kann. Diese Öffnung, beispielsweise eine Bohrung, kann im vorderen
Bereich des Schließkörpers, beispielsweise an einem konusförmigen oder
kegelstumpfförmigen Ansatz im Bereich des Ventilsitzes vorgesehen sein. Durch
dergestalte Anordnungen ist es insbesondere möglich, Flüssigkeitsreibmomente
zur erzeugen, die weitgehend unabhängig von der Temperaturabhängigkeit der
Viskosität des Druckmediums sind. Ein weiterer Vorteil kann beispielsweise ein
einfache Herstellung mit weniger kritischeren Bauteiltoleranzen sein.
Eine konische beziehungsweise kegelstumpfförmige Ausgestaltung des vorderen
Bereichs des Schließkörpers ist zur Optimierung der Absteuerquerschnitte
besonders vorteilhaft, da das Flächenverhältnis der Fläche, die vom Druckmedium
beaufschlagt wird, bei geschlossenem Ventil kleiner als bei geöffnetem Ventil ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Kegelwinkel des konischen
oder kegelstumpfförmigen Endes des Schließkörpers im Bereich zwischen 20°
und 90°, vorzugsweise zwischen 20° und 25° auszugestalten. Weiterhin hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, die beiden Anschlüsse beispielsweise Zuleitung und
Ableitung zueinander abgewinkelt anzuordnen. Dabei ist ein Winkel zwischen den
beiden Anschlüssen von 135° bis 45°, vorzugsweise 90° vorteilhaft.
Weiterhin ist es nach dem erfinderischen Gedanken besonders vorteilhaft, bei ein
hydraulisches System mit zumindest einem, zwei Leitungen voneinander
trennenden Druckbegrenzungsventil, das zwei Leitungsstränge voneinander
trennt, zur Vereinfachung des Befüllvorgangs mit Druckmedium vor der
Inbetriebnahme so auszugestalten, daß das hydraulische System vollständig von
einer Einfüllöffnung aus, beispielsweise unter Anlegen von Vakuum, befüllbar ist.
Hierzu wird erfindungsgemäß ein Bypass zwischen beiden Leitungssträngen
vorgesehen, und zwar in dem Bereich, der unter drucklosen Bedingungen durch
das zumindest eine Druckbegrenzungsventil mit Schließkörper, der auf ein
Ventilsitz dichtend wirkt, umgangen wird. Dieser Bypass wird so ausgestaltet, daß
er lediglich zum Zeitpunkt des Befüllvorganges geöffnet und sich nach
abgeschlossenem Befüllvorgang selbsttätig verschließt.
Hierzu kann eine Dichtung parallel zu dem zumindest einen
Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, die erst nach dem Kontakt mit
Druckmedium ihre Funktion aufnimmt. Für die Dichtung können hierbei Materialien
vorgesehen sein, die bei Berührung mit Druckmedium quellen und somit einen
Spalt, der als Bypass dient, durch Quellen nach Berührung mit Druckmedium
verschließen. Die Dichtung kann dabei so ausgestaltet sein, daß sie radial innen
und/oder radial außen einen Spalt frei läßt, der nach dem Quellvorgang
verschlossen wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Einsatz von NBR, wobei
das Druckmedium vorteilhafterweise Bremsflüssigkeit oder dergleichen sein kann.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen hydraulischen
Systems können Ausrückvorrichtungen für hydraulisch betätigte
Reibungskupplungen, Bremsvorrichtungen, Lenkhilfevorrichtungen und/oder
dergleichen sein. Insbesondere bei der Ausgestaltung von
Kupplungsausrückvorrichtungen kann es vorteilhaft sein, das hydraulische System
auf eine Dämpfung von Frequenzen im Bereich unter einem Kilohertz,
vorzugsweise zwischen 80 und 60 Hz und insbesondere zwischen 80 und 100 Hz
abzustimmen, da in diesem Bereich insbesondere Taumel- und/oder
Axialschwingungen der Brennkraftmaschine über die Kurbelwelle auf das
Ausrücksystem übertragen werden.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 11 näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen
Systems anhand einem Ausführungsbeispiel einer
Kupplungsausrückvorrichtung,
Fig. 2 bis 5 vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Druckbegrenzungsventils
in schematischer Darstellung,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines bidirektionalen Druckbe
grenzungsventils,
Fig. 7 bis 9 vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten von Schließkör
pern für ein Druckbegrenzungsventil,
Fig. 10 ein weiteres vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel eines
bidirektionalen Druckbegrenzungsventils,
Fig. 10a einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Druck
begrenzungsventil der Fig. 10
und
Fig. 11 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines bidirektionalen
Druckbegrenzungsventils.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mögliche Ausgestaltung eines
hydraulischen Systems mit einem Druckbegrenzungsventil 1 anhand einer
Kupplungsausrückvorrichtung 50 mit einem Geberzylinder 51 und einem
Nehmerzylinder 52. Das Druckbegrenzungsventil 1 ist in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel in die Leitungsteile 58 und 59 eingebaut und trennt diese in
nicht geöffnetem Zustand voneinander. Es versteht sich, daß in anderen
Ausführungsbeispielen das Druckbegrenzungsventil 1 in den Geberzylinder 51
oder in den Nehmerzylinder 52 kann sowie in anderen hydraulischen Systemen
beispielsweise Bremsanlagen, Lenkhelfsysteme, und dergleichen in ein
Funktionsbauteil integriert sein kann. Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes
Druckbegrenzungsventil in jedem hydraulischen Leitungssystem in vorteilhafter
Weise als Druckbegrenzungsventil und/oder als Schwingungsfilter beispielsweise
"Kribbelfilter" von Vorteil sein.
Das Kupplungsausrücksystem 50 betätigt die Kupplung 54 hydraulisch durch
Beaufschlagung des Geberzylinders 51 mittels eines Betätigungsgliedes 61, das
ein Fußpedal, ein Aktor, beispielsweise ein elektrischer Aktor, oder dergleichen
sein kann. Hierdurch wird mittels einer mechanischen Übertragung 60 Druck im
Geberzylinder 51 aufgebaut, der über den Leitungsstrang 59, über das
Druckbegrenzungsventil 1 und den Leistungsstrang 58 einen Druck im
Nehmerzylinder 52 aufbaut. Der Nehmerzylinder 52 kann - wie in dem gezeigten
Beispiel - über eine Ausrückmechanik 53 beispielsweise einem Hebel mit einem
Ausrücker und gegebenenfalls einem Ausrücklager die nötige Ausrückkraft an der
Kupplung 54, beziehungsweise an deren Ausrückelementen wie Tellerfeder,
aufbringen. Weitere Ausführungsbeispiele können einen Nehmerzylinder 52
vorsehen, der koaxial um die Getriebeeingangswelle 57 angeordnet ist und bei
dem die Ausrückmechanik 53 entsprechend ausgestaltet ist. Zum Aufbringen der
Ausrückkraft ist der Nehmerzylinder jeweils gehäusefest am Getriebegehäuse,
das hier nicht näher dargestellt ist, oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil
angebracht. Die Getriebeeingangswelle 57 überträgt bei geschlossener Kupplung
54 das Drehmoment der Brennkraftmaschine 55 auf ein nicht näher dargestelltes
Getriebe und anschließend auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges.
Durch die Vebrennungsprozesse in der Brennkraftmaschine 55 erfährt die
Kurbelwelle 56 in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 55,
beispielsweise in Abhängigkeit von der Zylinderzahl, ungleichförmige
Belastungen, die sich in Axial- und/oder Taumelschwingungen dieser äußern und
die über die Ausrückmechanik 53 auf den Nehmerzylinder 52, das Leitungssystem
58, 59 auf den Geberzylinder 51 und von dort über die mechanische Verbindung
60 auf das Betätigungsglied 61 übertragen. Im Falle eines Kupplungspedals als
Betätigungsglied werden diese Schwingungen als unangenehm empfunden. Im
Falle eines Aktors als Betätigungsglied 61 kann beispielsweise eine verminderte
Regelgenauigkeit oder eine verkürzte Lebensdauer die Folge der Schwingungen
sein. Das Druckbegrenzungsventil 1 ist daher zur Dämpfung in die Leitungen 58,
59 eingeschaltet und zur Dämpfung der von der Kurbelwelle 56 eingetragenen
Vibrationen abgestimmt. Der Frequenzbereich derartiger Schwingungen liegt
typischer Weise bei 50 bis 200 Hz. Weiterhin verhindert ein
Druckbegrenzungsventil das Auftreten von Druckspitzen an der Kupplung 54, die
diese zu schnell einrücken können und dadurch zu Beschädigungen des
Antriebsstranges führen können, beispielsweise wenn das Kupplungspedal 61
schlagartig losgelassen wird.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele 1a, 1b, 1c, 1d der
Dämpfungseinrichtung 1 der Fig. 1 im Teilschnitt. Es ist jeweils ein Schließkörper
2a, 2b, 2c, 2d gezeigt, der eine Eingangsöffnung 2 mittels eines Dichtsitzes oder
Ventilsitzes verschließt, wobei er entgegen der Wirkung eines Energiespeichers,
wie hier beispielsweise einer Schraubendruckfeder 3, mit dem Gehäuse 4 oder
einem mit diesem verbundenen Bauteil 5, 5a, 5b verspannt ist. Es versteht sich,
daß die Ausgestaltung der Schließkörper 1a bis 1d, wie sie in den Fig. 2 bis 5
dargestellt sind, in entsprechenden Ausführungsbeispielen von
Dämpfungseinrichtungen 1a bis 1d auch in mehrfacher Ausfertigung angeordnet
sein können, wobei eine Anordnung zwei einander in ihrer Wirkungsweise
entgegengesetzt angeordneter Schließkörper 2a bis 2d in einer
Dämpfungseinrichtung 1a bis 1d besonders vorteilhaft sein kann und zwar
insbesondere in der Weise, daß in beide Richtungen jeweils ein Schließkörper 2a
bis 2d entgegen der Wirkung des jeweiligen Energiespeichers 3 sperrend ist, und
verschiedene Ausgestaltungsbeispiele von Schließkörpern, beispielsweise die
Schließkörper 2a bis 2d, in einer Dämpfungseinrichtung kombinierbar sind.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Dämpfungseinrichtung 1a mit einem
Schließkörper 2a, der im Bereich eines ersten Anschlusses, beispielsweise des
Eingangskanals 2 eine konischen Ansatz 6 aufweist, der an einem Ventilsitz 7 der
Eingangsöffnung 2 abdichtet. Bei Druckschwankungen des in der
Eingangsöffnung anliegenden Druckmediums wird der Steuerkolben 2a entgegen
der Wirkung des Energiespeichers 3 axial verschoben und gibt dadurch den Weg
für das Druckmedium in Richtung Ausgangsöffnung 8 frei. Der Schließkörper 2a
ist innen hohl ausgestaltet und an der dem Konus 6 entgegengesetzten Ende mit
einer Öffnung versehen, in die ein Kolben 5, der mit dem Gehäuse 4 fest
verbunden oder aus diesem gebildet ist, axial eingreift. Schließkörper 2a und
Kolben 5 sind gegeneinander entgegen der Wirkung des Energiespeichers 3 axial
verlagerbar und begrenzen eine Kammer 9 innerhalb des Schließkörpers 2a. Die
Kammer 9 ist mit Druckmedium gefüllt, wobei eine Verbindung mittels zumindest
eines Längsspalts oder Längsnut 10 zu einer Kammer 11 gebildet ist, die in
Verbindung mit der Eingangsöffnung 2 beziehungsweise einem zweiten Anschluß,
beispielsweise der Ausgangsöffnung 8, steht. Querschnitt und Länge der
Längsnut 10 sind so gewählt, daß bei einer Relativbewegung des Schließkörpers
2a gegenüber dem Kolben 5 eine viskositätsabhängige Flüssigkeitsreibung
entsteht, und damit die federbeaufschlagte Relativbewegung des Schließkörpers
2a gegenüber dem Kolben 5 bedämpft wird, indem je nach Bewegungsrichtung
Druckmedium aus der Kammer 9 in die Kammer 11 oder umgekehrt gepumpt wird.
Weiterhin ist an ähnlichen Ausgestaltungsbeispielen vorgesehen, den Kolben 5
gegenüber dem Schließkörper 2a abzudichten und in die Kammer 9 ein
kompressibles Fluid, beispielsweise Luft, einzubringen, so daß die Bedämpfung
über die Kompression des in der Kammer 9 untergebrachten Fluids erfolgt. Ein
zusätzliches oder alternatives Reibmoment, parallel zu der Relativbewegung
zwischen dem Schließkörper 2a und dem Kolben 5 kann durch eine mechanische
Reibung der Oberflächen der beiden Teile 2a, 5 erfolgen wobei hierzu diese
Oberflächen entsprechend bearbeitet sein können, beispielsweise können die
Oberflächen mit einer mikrostrukturierten Oberfläche und/oder einer Beschichtung
versehen sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind Eingangsöffnung 2 und
Ausgangsöffnung 8 zueinander annähernd rechtwinkelig ausgebildet.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer beispielhaften Dämpfungseinrichtung 1d, die
in wesentlichen Teilen mit dem Ausführungsbeispiel 1a der Fig. 2 identisch ist
und im Bereich der Eingangsöffnung 2 einen konisch angeformten Ansatz 6a des
Schließkörpers 2b aufweist, dessen Kegelwinkel α < 45°, vorzugsweise
α < 30° ausgebildet ist, wodurch das Flächenverhältnis der Oberfläche des
Ansatzes 6a bei geöffneter beziehungsweise geschlossener Eingangsöffnung 2
so ausgestaltet werden kann, daß bei vergrößerten aalen Wegen des
Schließkörpers eine höherer Dämpfungswirkung erreicht werden kann.
Weiterhin ist die Ausgangsöffnung 8a annähernd in einer Linie zur
Eingangsöffnung 2 angeordnet, wobei der Kolben 5a im Bereich seiner Anlage an
das Gehäuse 4 über zumindest eine Nut 11a verfügt, durch die das Druckmedium
in die Ausgangsöffnung 8a geleitet wird.
Das Ausgestaltungsbeispiel 1c der Fig. 4 ist bis auf eine Öffnung 10a im Bereich
des Konus 6 des Schließkörpers 2c identisch. Bei Axialverlagerung des
Schließkörpers 2c gegenüber dem Kolben 5 wird das Druckmedium zwischen den
Kammern 11 und 9 zusätzlich oder alternativ über die Öffnung 10a ausgetauscht.
Durch die verringerte Länge können Toleranzen, beispielsweise
Fertigungstoleranzen, temperaturabhängige Viskositäten des Druckmediums
und/oder Materialausdehnungen von Kolben 5 und/oder Schließkörper 2c in
vorteilhafter Weise gelöst werden.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel 1d mit einem Schließkörper 2d, bei dem der
konische Ansatz 6b im Bereich der Eingangsöffnung 2 eine kegelstumpfförmige
Ausführung 6c aufweist. Im Schließkörper ist ein Kolben 5b' untergebracht, der
entgegen der Wirkung des Energiespeichers 3 mit dem Konus 6b des
Schließkörpers 2d verspannt ist und der mittels an dem dem Konus 6b
entgegengesetzten Ende über radial nach innen eingeformter Anschläge 12 oder
eines Bords 12 entgegen der Kraft des Energiespeicherelementes 3 im
Schließkörper 2d untergebracht ist. Dadurch kann eine vormontierte Einheit aus
dem Schließkörper 2d, dem Energiespeicher 3 und dem Kolben 5b' gebildet
werden und der aale Anschlag 5b kann beispielsweise einteilig mit dem
Gehäuse 4 verbunden werden und greift durch die Anschläge 12 in den
Schließkörper ein und beaufschlagt damit den Kolben 5b' entgegen der Wirkung
des Energiespeichers 3. Anschlag 5b und Gehäuse 4 können als einteiliges
Spritzgußteil ausgeführt sein.
Der Energiespeicher 3 der Ausführungsbeispiel 1a bis 1d der Fig. 2 bis 5 ist in
vorteilhafter Weise zwischen dem konischen Ansatz (beispielsweise 6 in Fig. 2)
und dem Kolben 5 beziehungsweise 5b', 5a angeordnet wodurch die Anpreßkraft
des Energiespeichers 3 so nah wie möglich an dessen Kontakt zum Ventilsitz
(Fig. 2) angeordnet ist, um radialen Schwingungen des Schließkörpers
vorteilhafterweise entgegenzuwirken. Die Materialien des Kolbens 3 und des
Schließkörpers 2a bis 2d können vorteilhafterweise so gewählt werden, daß ihre
Ausdehnungskoeffizienten die Temperaturabhängigkeit der Viskosität des
Druckmediums zumindest teilweise ausgleichen, das heißt, daß beispielsweise
der Spalt 10 in der Fig. 2 durch entsprechende Wahl der
Wärmeausdehnungskoeffizienten mit zunehmender Temperatur kleiner wird,
während die Viskosität des Druckmediums in Abhängigkeit von der Temperatur
abnimmt, so daß bei unterschiedlichen Temperaturen eine möglichst große
gleichbleibende Druckmediumsmenge durch den Spalt 10 transportiert werden
kann.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung 1e, wie sie
beispielsweise in Fig. 1 als Dämpfungseinrichtung 1 eingesetzt werden kann, im
Längsschnitt. Die Dämpfungseinrichtung 1e kann als "Kribbelfilter" und/oder
Druckbegrenzungsventil vorzugsweise in Fahrzeugen eingesetzt werden und
umfaßt zwei Gehäuseteile 4a, 4b mit jeweils einem Anschluß 2, 8, mittels derer
die Dämpfungseinrichtung 1e in ein hydraulisches Leitungssystem eingefügt werden
kann. Zwischen der Eingangsöffnung 2 und der Ausgangsöffnung 8 sind zwei
einander entgegengesetzt wirkende Ventile 20, 21 angeordnet, die im drucklosen
Zustand die Eingangsöffnung 2 von der Ausgangsöffnung 8 dichtend trennen. Die
Ventileinrichtungen 20, 21 werden durch einen für beide Einrichtungen gemein
samen und axial zwischen den beiden Gehäuseteilen 4a, 4b angeordneten Ven
tilblock 22 gebildet, in dem radial beabstandet Öffnungen 23, 24 vorgesehen sind,
in die jeweils ein Schließkörper 2e, 2f zentriert aufgenommen wird. Hierbei können
die Schließkörper axial fixiert oder lose eingebaut sein. Im Bereich des kegel
stumpfförmigen Ansatzes 6e, 6f der Schließkörper 2e, 2f weist der Ventilblock 22
jeweils einen hinterschnittenen Ventilsitz 25, 26 auf, der mit dem kegelstumpfför
migen Ansatz 6e, 6f einen Dichtsitz bildet. Die beiden Ventilsitze 25, 26 sind ins
besondere aus Platzgründen gegeneinander axial versetzt.
Die Schließkörper 2e, 2f sind innen hohl ausgestaltet und beispielsweise aus
tiefgezogenem Metall oder aus mittels Kunststoffspritzverfahren hergestellten
Kunststoffteilen hergestellt. Axial in die Schließkörper 2e, 2f greifen topfförmig
ausgestaltete Kolben 27, 28, die jeweils mit ihrem Boden an entsprechend dafür
vorgesehenen Anschlägen 29, 30, die aus jeweils einem Gehäuseteil 4a, 4b ge
bildet sind, liegen. Die Schließkörper 2e, 2f und die Kolben 28, 29 sind jeweils
gegeneinander mittels der Schraubenfeder 31, 32 axial verspannt. Dabei bildet
sich in eine bezüglich der Anpresskraft eine von der Federkonstante der Federn
30, 31 abhängige, dichtende Verbindung zwischen den Schließkörpern 2e, 2f und
den Ventilsitzen 25, 26. Die Energiespeicherelemente im Sinne der Erfindung wie
hier die Schraubendruckfedern 30, 31 können unterschiedliche Federkonstanten
aufweisen, so dass in beide Öffnungsrichtungen der Schließkörper ein unter
schiedliches Öffnungs- beziehungsweise Dämpfungsverhalten einstellbar ist.
Bei einer Relativverlagerung eines Schließkörpers 2e, 2f gegenüber dem zugehö
rigen Kolben 27, 28 wird entsprechend der Bewegungsrichtung aus der Kammer 9
beziehungsweise 9', die über nicht näher dargestellte Nuten jeweils entsprechend
mit der Kammer 11, 11' verbunden ist, Druckmedium verdrängt oder angesaugt,
wodurch in den Nuten in Folge der Viskosität des Druckmediums eine Flüssig
keitsreibwirkung entsteht. Diese Reibwirkung ist den Energiespeicherelementen
31, 32 parallel überlagert, so daß die Relativbewegung unter Ausbildung einer
Hysterese erfolgt. Für die dämpfende Wirkung der Schließkörper 2e, 2f kann es
weiterhin vorteilhaft sein, Reibung und Federbeaufschlagung seriell und/oder
parallel auszugestalten, wobei die Energiespeicher 31, 32 vorgespannt sein kön
nen oder die Kolben 27, 28 und die Schließkörper 2e, 2f die gegeneinander zuerst
ohne Einwirkung der Energiespeicher 31, 32 nur unter Wirkung der Flüssigkeits
dämpfung und/oder einer Reibung der Kolben- und Schließkörperflächen anein
ander verlagert werden können.
Die Dämpfungseinrichtung 1e ist als Einheit aus den Gehäuseteilen 4a, 4b gebil
det, wobei ein Gehäuseteil - wie hier Gehäuseteil 4b - das andere Gehäuseteil -
hier Gehäuseteil 4a - radial übergreift und die beiden Gehäuseteile im Bereich
ihrer axialen Überlappung mittels einer Dichtung 33 abgedichtet sind. Die beiden
Gehäuseteile 4a, 4b werden axial mittels einer sie radial umfassenden Hülse 34
beispielsweise einer Stahlhülse fixiert, wobei die Stahlhülse 34 an ihren Enden
radiale Einformungen 35, 36 aufweist, die axiale Anschläge für die Gehäuseteile
4a, 4b bilden.
Die Montage der Dämpfungseinrichtung 1e erfolgt vorteilhafter Weise so, daß die
Ventilplatte 22 mit den Schließkörpern 2e, 2f und den in diesem fixierten Kolben in
eine hierfür vorgesehene Öffnung zentriert und mittels der Dichtung 37 gegen das
Gehäuseteil 4b dichtend eingeführt wird, wobei die Ventilplatte 22 mit dem Ge
häuse mittels eines Schnappverschlusses 38 verbunden wird. Das zweite Gehäu
seteil 4a wird in das Gehäuse 4b eingebracht und ebenfalls mittels einer Rast-
oder Schnappverbindung 39 mit dem Ventilblock 22 verbunden. Die Stahlhülse 34
mit dem radial nach innen gerichteten Bord 35 wird über die vormontierte Einheit
geschoben und in Endlage mit der Umbördelung 36 versehen. Es versteht sich,
daß anstatt der Stahlhülse 34 auch eine Kunststoffhülse mit einem Bord 35 vorge
sehen werden kann, die entsprechend mittels einer anstatt der Umbördelung 36
vorgesehenen Schnappverbindung die beiden Gehäuseteile 4a, 4b axial fest
miteinander verbindet.
Fig. 7 zeigt ein Detail einer Dämpfungseinrichtung ähnlich der Dämpfungsein
richtung 1e der Fig. 6. Der hier vorgesehenen Schließkörper 2g bildet im Bereich
seines kegelstumpfförmigen Ansatzes 6g mit dem Ventilsitz 25a des Ventilblocks
22a eine dichtende Verbindung, die bei Überschreiten des Schließdruckes geöff
net wird. Der Schließdruck wird im wesentlichen durch die von dem Ventilsitz 25a
begrenzte Fläche D des kegelstumpfförmigen Ansatzes 6g und der Antriebskraft
des Schließkörpers 2g bewirkt durch die axial an diesem anliegende Kraft des
Energiespeichers 32a bestimmt. Bei Überschreitung des Fließdruckes, beispiels
weise durch Druckschwankungen wirkt auf den Schließkörper 2g in Folge des
Mediumsdrucks eine Aalkraft, die nunmehr die gesamte Fläche des kegel
stumpfförmigen Ansatzes 6g beaufschlagt. Durch die relative Bewegung des
Schließkörpers 2g gegenüber dem innen hohlen Kolben 27a wird die mit Druck
medium gefüllte Kammer 9a komprimiert und Druckmedium tritt aus der Öffnung
39, die im Kolbenboden vorgesehen ist, über zumindest eine radial nach außen im
Boden des Kolbens 27a verlaufende Nut 40 in die Kammer 11a aus. Hierdurch
wird die axiale Bewegung des Schließkörpers 2g gegenüber dem Kolben 27a, die
entgegen der Wirkung des Energiespeichers 32a verläuft, durch Flüssigkeitsrei
bung des Druckmediums gedämpft. In Abhängigkeit dieser Dämpfung erfolgt
nunmehr eine von einer Hysterese gesteuerte verzögerte Axialbewegung des
Schließkörpers 2g und damit eine Dämpfung von Druckspitzen im Medium.
Fig. 8 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines Schließkörpers 2f, in
den ein Kolben 27b eingebracht ist, wobei nach dem Einbringen des Kolbens 27b
in den innen hohl ausgestalteten Schließkörper 2f der Schließkörper an seinem
dem kegelstumpfförmigen, geschlossenen Ansatz 6f gegenüberliegenden offenen
Ende eine Umbördelung 41 angebracht wird, die den Querschnitt der Öffnung so
verengt, daß der Kolben 27b verliersicher im Schließkörper 2f untergebracht wer
den kann, wobei Schließkörper 2f und Kolben 27b gegeneinander axial entgegen
der Wirkung eines Energiespeichers 32b verspannt sind. Der Radius der Um
bördelung 41 ist weiterhin so ausgestaltet, daß ein - nicht näher dargestellter, mit
dem ebenfalls nicht dargestellten Gehäuse fest verbundener - axialer Anschlag
durch die verbleibende Öffnung in den Schließkörper 2f eingreifen und den Kol
ben 27b axial beaufschlagen kann.
Fig. 9 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines den Kolben 27a, 27b
der Fig. 7 und 8 ähnlichen Kolbens 27c, der hierzu abweichend keine radial
verlaufenden Nuten aufweist sondern lediglich eine Öffnung 39a zum Austausch
von Druckmedium zwischen den Kammern 9b und 11b, wobei in dem aalen
Anschlag 30a zumindest eine Quernut 40a vorgesehen ist, die bei Anlage des
Kolbens 27c am Anschlag 30a den Druckmediumsaustausch zwischen beiden
Kammern 9b, 11b gewährleisten.
Es versteht sich, daß die Schließkörper 2a bis 2f vorteilhafter Weise den Kolben
5a bis 5d beziehungsweise 27, 28, 27a, 27b, 27c verliersicher aufnehmen können,
wobei die verliersichere Aufnahme des Kolbens mittels Anschlägen, Schnappver
bindungen, Bajonettverschlüssen, Reibhaftung und der gleichen realisiert sein
kann.
Fig. 10 zeigt ein der Dämpfungseinrichtung 1e der Fig. 6 ähnliches Ausfüh
rungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung 1f, bei dem sich die Schließkörper 2g,
2h direkt an Gehäuseteilen 4c, 4d entgegen der Wirkung von Energiespeichern
31a, 32a abstützen. Die Schließkörper 2g, 2h können zweiteilig ausgestaltet sein,
wobei - beispielhaft am Schließkörper 2g gezeigt - zwei ineinander geschachtelte
Schließkörperteile 2g', 2g" gegeneinander unter Zwischenschaltung einer weite
ren Dämpfungseinrichtung verlagerbar sind. Die hier wirkende Dämpfungsein
richtung kann eine Reibeinrichtung, beispielsweise eine Flüssigkeitsreibeinrich
tung oder eine Reibeinrichtung bei der die Oberflächen der beiden Teile 2g', 2g2'
mechanisch aneinander reiben, vorgesehen sein, wobei dieser Reibeinrichtung
zusätzlich ein axial wirksamer Energiespeicher überlagert sein kann, so daß die
Schließkörper 2g, 2h in sich eine Dämpfungseinrichtung bilden, die entgegen der
Wirkung der Energiespeicher 31a, 32a gegen das Gehäuseteil 4c bzw. 4d axial
verlagerbar sind.
Wird eine Dämpfungseinrichtung gemäß der Dämpfungseinrichtung 1 in ein Lei
tungssystem 50 der Fig. 1 eingesetzt, kann dieses hydraulische System nicht
von einer Seite, beispielsweise von der Seite des Geberzylinders 51 her, komplett
mit Druckmedium befüllt werden, da die Druckbegrenzungsventile die Leitungs
teile 2a', 8a gegeneinander abdichten. Hierzu sind in der Dämpfungseinrichtung 1f
Maßnahmen getroffen, mit denen bei einer Erstbefüllung ein Bypass zwischen
dem ersten Anschluß 2a' und dem zweiten Anschluß 8a geschaffen ist. Dieser
Bypass erfolgt mittels zumindest einer in dem Ventilkörper 25b vorgesehenen
Längsnut 45, die beide Kammern 11c und 11c' für das Medium durchgängig ver
bindet. Die Längsnut 45 ist von einem ringförmigen Einstich 46 unterbrochen, der
eine ringförmige Kammer bildet, in die eine Dichtung 47 aufgenommen ist. Dabei
sind die geometrischen Verhältnisse der Querschnitte des Einstichs 46 und der
Dichtung 47 so gewählt, daß die Dichtung im Anfangszustand einen Spalt 46a -
wie hier gezeigt - radial zwischen ihrem Innenumfang und dem Außenumfang des
Einstichs 46 und/oder zwischen ihrem Außenumfang und dem Innenumfang der
die beiden Bauteile 4c, 4d sowie den Ventilkörper 25b axial fixierenden Stahlhülse
34a frei läßt, durch den bei Befüllung des hydraulischen Systems (siehe Fig. 1)
das Druckmedium die geschlossenen Ventile mit den Schließkörpern 2g, 2f pas
sieren kann. Die Materialeigenschaften der Dichtung 47 sind dabei so gewählt,
daß sie im Kontakt mit dem Druckmedium quellen und den Spalt 46a nach dem
Befüllen der hydraulischen Einrichtung dichtend verschließen. Beispielhaft für
Materialien mit diesen Eigenschaften ist NBR. Es versteht sich, daß Ausführungsbeispiele
mit einem derartigen Bypass für alle Ventile, die unter Füllbedingungen
geschlossen sind, beispielsweise Einwegventile, vorteilhaft sein können.
Fig. 10a zeigt einen Querschnitt durch die Dämpfungseinrichtung 1f der Fig. 10
entlang der Linie A-A, wobei die Schließkörper 2g, 2h weggelassen sind. Radial
zwischen der Stahlhülse 34a und dem Ventilkörper 25b ist der ringförmige Einstich
46 ersichtlich, in den die Dichtung 47 (Fig. 10) unter Wahrung eines Spalts vor
dem Befüllvorgang eingebracht ist. Zur Verbindung der beiden in Fig. 10 darge
stellten Kammern 11c, 11c' sind zwei über den Umfang verteilte Längsnuten 45,
45a am Außenumfang des Ventilkörpers 25b eingelassen. Nach dem Befüllvor
gang quillt die in Fig. 10 unter Bezugszeichen 47 dargestellte, in Kontakt zu
Druckmedium quellende Dichtung 47 und verschließt den ringförmigen Einstich 46
dichtend. Es versteht sich, daß auch Ausführungsbeispiele vorteilhaft sein kön
nen, bei denen die Dichtung 46 (Fig. 10) den Einstich 47 im wesentlichen aus
füllt, wobei der radial außen und/oder radial inneren Dichtfläche - hier in der
Stahlhülse 34a und/oder Ventilblock 25b - über den Umfang verteilte Längsnuten
vorgesehen sein können, die bei einem Quellen der Dichtung 46 durch diese
verschlossen werden.
Von einander radial beabstandet sind weiterhin im Ventilkörper 25b zwei Öffnun
gen 48, 48' zu sehen, in die die Schließkörper 2g, 2h der Fig. 10 eingebracht
werden. Hierzu können Längsnuten 48a, 48a' vorgesehen sein, die bei geöffnetem
Schließkörper den Durchtritt des Druckmediums von der Kammer 11 zur
Kammer 11c' (Fig. 10), beziehungsweise umgekehrt gewährleisten. Weiterhin
können aale Anschläge 49 für die Schließkörper 2g, 2h (Fig. 10) vorhanden
sein.
Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel 1g, das der Dämpfungseinrichtung 1e der
Fig. 6 ähnlich ist und sich lediglich in der Ausgestaltung der Schließkörper 2i, 2k
sowie deren axialer Beaufschlagung mit den Federelementen 31b, 32b, die hier
als Schraubendruckfedern ausgebildet sind, unterscheidet. Die Schließkörper 2i,
2k sind hohlzylindrisch mit einem konusförmigen Profil im Bereich der Dichtkanten
26 des Ventilblocks 22 ausgestaltet. In die Öffnungen 109, 109' greifen jeweils die
Schraubendruckfedern 31b, 32b axial ein, wobei diese zur Abstimmung des Öff
nungsverhaltens der Schließkörper 2i, 2k unterschiedliche Kennlinien und/oder
Federkonstanten aufweisen können. Der als Axialanschlag ausgebildete Anlenk
punkt 31b' beziehungsweise 32b' ist jeweils axial im Bereich der Dichtkanten 26,
die auch - verglichen miteinander - unterschiedlich ausgestaltet sein können,
angeordnet. Es versteht sich, dass bei entsprechender Wahl des Durchmessers
der Öffnungen 109, 109' der Anlenkpunkt 31b', 32b' auch axial auf der Höhe der
Dichtkanten 26 oder darüber hinaus zur Erzielung von speziell ausgestalteten
Schließkörpern 2i, 2k vorteilhaft sein kann. Die axiale Führung der Schließkörper
2i, 2k erfolgt im Ventilblock 22. Hierzu kann dieser zur Minimierung der Reibung
bezüglich seiner Oberfläche zumindest im Bereich des Kontaktes zu den Schließkörpern
2i, 2k entsprechend behandelt, beispielsweise gefettet, gehont, geschlif
fen und/oder oberflächengerauht beziehungsweise oberflächenstrukturiert sein.
Die Schraubenfedern 31b, 32b stützen sich gehäuseseitig ab und werden vorteil
hafterweise radial geführt, indem wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel An
schläge 29a, 30a axial erhaben vorgesehen werden, die radial innen in die Federn
29a, 30a axial eingreifen. Das - gegebenenfalls im Sinne der Erfindung für alle
Ausführungsbeispiel vorteilhafte - Zusammenspiel zwischen den Schraubenfedern
31b, 32b mit entsprechend ausgelegten Federkonstanten und den Anschlägen
29a, 30a kann Federkonstanten in der Weise vorsehen, dass eine Blockanlage
der Federwindungen nicht vorgesehen ist, es kann jedoch auch vorteilhaft sein,
zumindest einen der Anschläge 29a, 30a in Verbindung mit der Wahl der Feder
konstante und der Anzahl der Federwindungen der Schraubenfedern 31b, 32b
axial so auszugestalten, dass ein durch Blocklage der Federwindungen begrenz
ter Aalweg zumindest eines der Schließkörper 2i, 2k vorgegeben ist und somit
bei optimierter Federkraft ein begrenzter Aalweg und dadurch beispielsweise der
maximale Druckmediumsfluss eingestellt werden kann. Es versteht sich, dass die
Energiespeicherelemente 31b, 32b unterschiedliche, beispielsweise lineare, de
gressive, progressive Federkennlinien aufweisen können.
Fig. 12 zeigt ein den bidirektionalen Druckbegrenzungsventilen 1f, 1g der
Fig. 10, 11 ähnliches Druckbegrenzungsventil 1h mit dem vorteilhaften Unter
schied, dass zur Abdichtung der beiden Gehäuseteile 4f, 4h nach außen ein
Dichtring 147 verwendet wird, der - wie hier gezeigt - die beiden Teile 4f, 4h radial
gegeneinander abdichtet. Die Dimensionierung und Materialwahl des Dichtrings
147 erfolgt in der Weise, dass bei der Montage bereits eine dichtende Wirkung in
radiale Richtung entsteht, jedoch der Werkstoff, beispielsweise NBR, des Dich
trings 147 unter Einfluss des Druckmediums, beispielsweise DOT 4, in aale
Richtung quillt. Auf diese Weise kann ein unter Fig. 10 näher beschriebener
Bypass zur Vakuumbefüllung des Druckbegrenzungsventils 1h beziehungsweise
des hydraulischen Systems mit diesem und die Gehäuseabdichtung mittels einer
einzigen Dichtung 147 dargestellt werden, indem ein die geschlossenen Ventile
125, 126 umgehender Kanal 146a zu Beginn der Vakuumbefüllung geöffnet ist
und die Mündungsöffnung 146b des Kanals 146a mittels der im Kontakt mit dem
Druckmedium aal quellenden Dichtung 147 dichtend verschlossen wird.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil
dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili
gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen
Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin
dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche
unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei
bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände
rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente
und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be
schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in
den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit
ten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen
stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen,
auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (44)
1. Hydraulisches System insbesondere für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem
Druckbegrenzungsventil umfassend ein Gehäuse mit zumindest zwei An
schlüssen und zumindest einem mittels eines axial entgegen der Wirkung
eines Energiespeichers verlagerbaren Schließkörpers verschließbaren Lei
tungsquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil eines
axialen Wegs des Schließkörpers mittels einer Dämpfungseinrichtung be
dämpft ist.
2. Hydraulisches System insbesondere für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem
zwei Leitungen voneinander trennenden Druckbegrenzungsventil umfassend
ein Gehäuse mit zumindest zwei Anschlüssen und zumindest einen mittels
eines axial entgegen der Wirkung eines Energiespeichers verlagerbaren
Schließkörpers verschließbaren Leitungsquerschnitt sowie einer verschließ
baren Füllöffnung zum Befüllen der Leitungen mit Druckmedium, dadurch
gekennzeichnet, daß das hydraulische System vollständig von der Füllöff
nung befüllbar ist.
3. Hydraulisches System insbesondere für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem
Druckbegrenzungsventil umfassend ein Gehäuse mit zumindest zwei An
schlüssen und zumindest einem mittels eines axial entgegen der Wirkung
eines Energiespeichers verlagerbaren Schließkörpers verschließbaren Lei
tungsquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesskörper hohl
und im Bereich einer Kontaktfläche zum Leitungsquerschnitt konisch ausge
bildet ist und im Schließkörper an der der Kontaktfläche abgewandten Seite
eine Öffnung vorgesehen ist, in die ein axial wirksames Energiespei
cherelement eingreift, wobei sich dieser einerseits an einem Boden des
Schließkörpers und andererseits am Gehäuse des Druckbegrenzungsventils
abstützt.
4. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche für eine Ausrückvorrichtung einer Schaltkupplung im Kraftweg zwi
schen der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeein
gangswelle eines Getriebes.
5. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche zur Anwendung in einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.
6. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche zur Anwendung in einem Lenkhilfesystem eines Kraftfahrzeugs.
7. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung aus zu
mindest einem Energiespeicherelement und zumindest einem Reibelement
besteht.
8. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Energie- und Reibelement zueinan
der seriell, parallel oder hybridisch in Wirkkontakt stehen.
9. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement zu
mindest ein den Schließkörper beaufschlagendes Federelement ist.
10. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement ein
kompressibles Fluid ist.
11. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement unter
Vorspannung eingebaut wird.
12. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement mechanisch
und/oder hydraulisch wirksam ist.
13. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement hydrodynamisch
und/oder hydrostatisch wirksam ist.
14. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement aufgrund einer
Scherwirkung eines viskosen Fluids wirksam ist.
15. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse zwei in ihrer Wir
kung einander entgegengesetzte Druckbegrenzungsventile angeordnet sind.
16. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper zumindest eines
Druckbegrenzungsventils aus zumindest zwei gegeneinander verlagerbaren
Teilen besteht.
17. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile in sich eine Kam
mer mit einem von der Verlagerung der beiden Teile gegeneinander abhän
gigen Volumen bilden.
18. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mit einem kompressi
blen Fluid befüllt ist.
19. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Fluid Druckmedi
um ist.
20. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eines der beiden Teile am Ge
häuse abstützt.
21. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile gegeneinander mittels
zumindest eines Energiespeichers verspannt sind.
22. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fest mit dem Gehäuse verbun
dener Stempel axial in einen hohl ausgestalteten Schließkörper verlagerbar
eingreift, wobei Stempel und Schließkörper gegeneinander axial mittels ei
nes Energiespeichers beaufschlagt sind.
23. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenoberfläche des
Stempels und der Innenoberfläche des Schließkörpers eine mechanische
Reibeinrichtung vorgesehen ist.
24. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stempel und dem
Schließkörper zumindest eine Nut zum Entweichen von Druckmedium aus
einer durch Stempel und Schließkörper gebildeten Kammer vorgesehenen
ist.
25. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schließkörper axial verlager
barer Dämpfungskolben vorgesehen ist.
26. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben entgegen der
Wirkung eines Kraftspeichers mit dem Schließkörper verspannt ist.
27. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben entgegen der
Wirkung des Energiespeichers sich an einem gehäusefesten Anschlag ab
stützt.
28. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Teile
eine Öffnung aufweist, durch die bei der Verlagerung der beiden Teile zu
einander Fluid entweichen kann.
29. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt der Öffnung und die
Viskosität des Fluid so aufeinander abgestimmt sind, daß eine hydrodynami
sche Reibeinrichtung entsteht.
30. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Querschnitt der Öffnung, die Visko
sität des Fluids und der Energiespeicher so aufeinander abgestimmt, daß
eine Dämpfungseinrichtung entsteht, die im hydraulischen System störend
vorhandene Schwingungen dämpft.
31. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schwingungen
unter ein kHz, vorzugsweise zwischen 80 und 600 Hz und insbesondere
zwischen 80 und 200 Hz beträgt.
32. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Dämpfungseinrichtung
Axial- und/oder Taumelschwingungen einer Brennkraftmaschine in einem
Kraftfahrzeug gedämpft werden.
33. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schließkörper
einen im Leitungsquerschnitt des Gehäuses angeordneten Ventilsitz ab
dichtet.
34. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass daß ein Ende des Schließkörpers
im Bereich des Ventilsitzes konisch ausgeformt ist.
35. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Kegelwinkel α des koni
schen Endes des Schließkörpers 90° < α < 20°, vorzugsweise 45° < α < 20°
gilt.
36. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung des Druckmittels di
rekt nach dem Ventilsitz in eine zur Zuleitung abgewinkelt angeordnete Ab
leitung mündet.
37. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Zu- und Ab
leitung 135° bis 45° vorzugsweise 90° beträgt.
38. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei durch das zumindest eine
Druckbegrenzungsventil getrennten Leitungen während des ersten Befüllens
mit Druckmedium im Bereich des Druckbegrenzungsventils mittels eines By
passes verbunden sind.
39. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen den zwei Leitungen
vorgesehene Dichtung erst nach der Füllung mit Druckmedium ihre Funktion
aufnimmt.
40. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung bei Berührung mit
Druckmedium quillt.
41. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung in ungequollenem Zu
stand an ihrer radial äußeren oder radial inneren Dichtfläche angelegt ist
und während des Quellvorgangs sich an dieser abstützend einen Spalt an
der radial gegenüberliegenden Seite dichtend verschließt.
42. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus mit Druckmedium
quellendem Material gefertigt ist.
43. Hydraulisches System insbesondere nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material NBR ist.
44. Erfindung gekennzeichnet durch ein in den Anmeldungsunterlagen
offenbartes Merkmal.
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