DE10101854A1

DE10101854A1 - Druckmittelspeicher

Info

Publication number: DE10101854A1
Application number: DE10101854A
Authority: DE
Inventors: Uwe Greiff; Hans-Dieter Reinartz; Manfred Rueffer; Rene Lenz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Es wird ein Druckmittelspeicher mit einem Gehäuse (1) vorgeschlagen, dessen Innenraum durch ein Medientrennungselement (2) in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, wobei die erste Kammer (3) mit einem Gas und die zweite Kammer (4) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und wobei in einem hydraulischen Anschluß (5) ein Bodenventil (6) vorgesehen ist, dessen Schließkörper (7, 40) durch das Medientrennungselement (2) betätigbar ist und das ein Befüllen der zweiten Kammer (4) mit Flüssigkeit ermöglicht und ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer (4) verhindert. DOLLAR A Um eine optimale Abgabe des Druckmittels aus dem Speicher auch beim schnellen Durchströmen des Bodenventils zu gewährleisten und eine Beschädigung des Bodenventils weitgehend zu verhindern und somit eine erhebliche Erhöhung der Funktionssicherheit sicherzustellen, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Schließkörper (7) mit einem im hydraulischen Anschluß (5) im wesentlichen unbeweglich angeordneten Dichtelement (8) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelspeicher mit einem Gehäuse, dessen Innenraum durch ein Medientrennungselement in zwei Kammern unterteilt ist, wobei die erste Kammer mit einem Gas und die zweite Kammer mit einem flüssigen Druckmittel gefüllt ist und wobei in einem hydraulischen Anschluß ein Bodenventil vorgesehen ist, dessen Schließkörper durch das Medientrennungselement betätigbar ist und das ein Befüllen der zweiten Kammer mit dem Druckmittel ermöglicht und ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer verhindert.

Ein derartiger Druckmittelspeicher ist aus der DE 199 06 800 A1 bekannt. Das Besondere an dem vorbekannten Druckmittelspeicher besteht darin, daß der Schließkörper des Bodenventils durch das Medientrennungselement in eine Lage bringbar ist, in der er die Funktion eines hydraulischen Kolbens erfüllt.

Weniger vorteilhaft ist bei dem vorbekannten Druckmittelspeicher anzusehen, daß beim Entleeren des bekannten Druckmittelspeichers, bei dem große Volumenströme auftreten, ein vorzeitiges bzw. unerwünschtes Schließen des Bodenventils stattfindet, so daß keine optimale Druckmittelabgabe aus dem Speicher möglich ist. Als nachteilig wird auch die Tatsache empfunden, daß die im hydraulischen Anschluß ausgebildete Lauffläche bzw. die Führungsfläche des vorzugsweise aus Metall bestehenden Schließkörpers gleichzeitig die Dichtfläche des Bodenventils bildet, deren mechanische Beschädigung zur Beschädigung des elastischen Dichtelementes des Schließkörpers und somit zum Ausfall des Speichers führen kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Druckmittelspeicher der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß eine optimale Abgabe des Druckmittels aus dem Speicher auch beim schnellen Durchströmen des Bodenventils gewährleistet wird und daß eine Beschädigung des Bodenventils weitgehend verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schließkörper mit einem im hydraulischen Anschluß im wesentlichen unbeweglich angeordneten Dichtelement zusammenwirkt. Dadurch wird eine erhebliche Erhöhung der Funktionssicherheit gewährleistet.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Schließkörper in einer im hydraulischen Anschluß vorgesehenen Bohrung geführt ist und daß das Dichtelement gegen einen Abschnitt kleineren Durchmessers des Schließkörpers abdichtet. Der Endbereich des Abschnitts kleineren Durchmessers des Schließkörpers ist dabei vorzugsweise konisch ausgebildet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen 4 bis 16 aufgeführt.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Druckmittelspeichers im Axialschnitt mit dem Bodenventil in geöffnetem Zustand,

Fig. 2 das bei der Ausführung gemäß Fig. 1 verwendete Bodenventil im Axialschnitt im Übergangszustand beim Öffnungs- bzw. Schließvorgang, und

Fig. 3 das Bodenventil gemäß Fig. 2 bzw. in geschlossenem Zustand.

Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführung des erfindungsgemäßen Druckmittelspeichers weist ein Gehäuse 1 auf, dessen Innenraum mittels eines Medientrennungselements 2 in zwei Druckräume bzw. Kammern 3, 4 unterteilt ist. Das Medientrennungselement 2 wird dabei vorzugsweise durch einen dünnwandigen metallischen Faltenbalg gebildet, der einerseits druckdicht mit einem das Gehäuse 1 verschließenden Deckel 15 verbunden ist und andererseits mittels einer Platte 16 verschlossen ist. Der Innenraum des Faltenbalgs 2 bildet die erste Kammer 3, die über einen im Deckel 15 vorgesehenen Füllanschluß 17 mit einem in der Regel unter hohem Druck stehenden Gas befüllt werden kann. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist ein hydraulischer Anschluß 5 angeordnet, in dem ein Bodenventil 6 angeordnet ist, dessen Schließkörper 7 in die zweite Kammer 4 hineinragt. Das Bodenventil 6 ist dabei vorzugsweise derart ausgelegt, daß es einerseits ein Befüllen der zweiten Kammer 4 mit einem unter Druck stehenden flüssigen Druckmittel, beispeilsweise einer Bremsflüssigkeit, ermöglicht und andererseits ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer 4 verhindert.

Wie der Zeichnung weiterhin zu entnehmen ist, weist der mit einer Füll- bzw. Austrittsöffnung 13 versehene hydraulische Anschluß 5 eine Bohrung 10 auf, die den vorhin erwähnten Schließkörper 7 des Bodenventils 6 aufnimmt bzw. in der der Schließkörper 7 geführt wird. Die Wandung der Bohrung 10 begrenzt zusammen mit im Schließkörper 7 ausgebildeten Längsnuten 11 Strömungskanäle, die eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer 4 und der Füll- bzw. Austrittsöffnung 13 des hydraulischen Anschlusses 5 bilden. Der Schließkörper 7, insbesondere sein Abschnitt 9 kleineren Durchmessers, wirkt dabei vorzugsweise mit einem Dichtelement 8 zusammen, das im gezeigten Beispiel als Ringdichtung ausgebildet ist und, an einem Stützring 12 anliegend, im wesentlichen unbeweglich in der Bohrung 10 angeordnet ist. Um einen Füllvorgang des erfindungsgemäßen Druckmittelspeichers zu optimieren weist der Stützring 12 radiale Aussparungen 21 sowie axiale Durchgänge 22 (s. insbesondere Fig. 2) auf, wobei zwischen dem Stützring 12 und dem Dichtelement 8 eine Stützscheibe 20 angeordnet ist, die im geschlossenen Zustand des Bodenventils 6 eine Extrusion des Dichtelementes 8 in den Durchgängen 22 verhindert. Um eine insbesondere beim Öffnen des Bodenventils 6 auftretende geringfügige Bewegung des Dichtelementes 8 in der Zeichnung nach oben zu begrenzen ist in der Bohrung 10 ein Haltering 19 unbeweglich angeordnet, vorzugsweise eingepreßt, der mit Durchlässen versehen ist, von denen nur einer dargestellt ist, der das Bezugszeichen 23 trägt. In dem in Fig. 1 gezeigten geöffneten Zustand des Bodenventils 6 liegt der Schließkörper 7 unter Vorspannung einer Druckfeder 14 an einem Anschlag 18 an.

Das Schließen des Bodenventils 6 erfolgt in zwei Phasen, die in Fig. 2 und 3 dargestellt sind. Kurz vor dem Entleeren der Kammer 4 beginnt die den Faltenbalg 2 verschließende Platte 16 das vorzugsweise halbkugelförmig ausgebildete Ende des Schließkörpers 7 zu berühren. Bei weiterem Austritt des Druckmittels wird der Schließkörper 7 entgegen der von der Druckfeder 14 aufgebrachten Kraft verstellt bzw. in der Zeichnung nach unten gedrückt, bis das konisch geformte Ende des Abschnitts 9 in Kontakt mit der inneren Dichtfläche 25 der Ringdichtung 8 kommt, wodurch die Verbindung zwischen der Kammer 4 und der Austrittsöffnung 13 unterbrochen wird. In diesem Augenblick fängt der Schließkörper 7 an, die Funktion eines hydraulischen Kolbens zu erfüllen und wird durch den in der Kammer 4 herrschenden Restdruck weiter nach unten verstellt, bis sein Ende, wie in Fig. 3 dargestellt wird, am Boden des hydraulischen Anschlusses 5 zur Anlage kommt.

Geöffnet wird das Bodenventil 6 dadurch, daß flüssiges Druckmittel von außen in den erfindungsgemäßen Druckmittelspeicher 1 gepumpt wird. Wenn der Ladedruck den in der Kammer 4 herrschende Restdruck bzw. Innendruck übersteigt, klappt die äußere Dichtlippe 26 der Ringdichtung 8 um und läßt über den von der Wandung der Bohrung 10 begrenzten Dichtspalt Druckmittel einströmen, wobei die Druckfeder 14 gleichzeitig den Schließkörper 7 zurückschiebt. Dadurch kommt das Ende des Schließkörpers 7 außer Eingriff mit der Dichtfläche 25 der Ringdichtung 8 und gibt den Weg für das einströmende Druckmittel frei. Der Schließkörper 7 wird durch die Druckfeder 14 so weit nach oben gedrückt, bis er wieder an der den Faltenbalg 2 verschließenden Platte 16 anliegt. Beim weiteren Füllen der Kammer 4 weicht die Platte 16 zurück und der Weg des Schließkörpers 7 wird vom vorhin erwähnten Anschlag 18 begrenzt.

Schließlich ist insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen, daß in der mit Gas gefüllten ersten Kammer 3 eine Sensoreinrichtung 30 zum Sensieren der Bewegung des Medientrennungselements 2 vorgesehen ist. Die Sensoreinrichtung 30, die beispielsweise als ein induktiver Sensor ausgebildet sein kann, stellt eine selbständig handhabbare Baugruppe dar, die in eine im Deckel 15 vorgesehene Öffnung einsetzbar ist. Der Aufbau der Sensoreinrichtung 30 ist für die vorliegende Erfindung unerheblich und braucht deshalb nicht im einzelnen erörtert zu werden. Das Ausgangssignal der Sensoreinrichtung 30 wird an Kontaktstiften 31 zur Verfügung gestellt. Außerdem nimmt die erste Kammer 3 einen zylinderförmigen Körper 24 auf, dessen Gestalt die Druck-Volumen- Charakteristik des erfindungsgemäßen Druckmittelspeichers bestimmt.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorhin beschriebene Ausführung des Bodenventils einfach auszulegen und ebenso einfach und kostengünstig herzustellen ist. Durch das beschriebene Funktionsprinzip wird eine Beschädigung des unbeweglichen Dichtelementes durch die glatte Oberfläche des Schließkörpers ausgeschlossen. Ausgeschlossen sind auch durch Temperaturdehnung verursachte Zustandsänderungen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß neben dem geöffneten auch der geschlossene Zustand des Bodenventils mechanisch stabil ist. Dies hat zur Folge, daß z. B. beim Lagern des Druckmittelspeichers, wenn der von außen anliegende Druck gleich Null ist, keinerlei Flüssigkeit austreten kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind selbstverständlich auch zahlreiche Modifikationen denkbar. So kann z. B. die Ringdichtung 8 mit einem eingelegten Versteifungsring versehen sein, der ihre Stabilität erhöht. Vorstellbar sind auch ringförmige Dichtelemente, deren innere Dichtfläche durch im Abstand voneinander ausgebildete Dichtkonturen gebildet wird und/oder deren äußere Dichtlippe doppelt ausgeführt ist.

Claims

1. Druckmittelspeicher mit einem Gehäuse (1), dessen Innenraum durch ein Medientrennungselement (2) in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, wobei die erste Kammer (3) mit einem Gas und die zweite Kammer (4) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und wobei in einem hydraulischen Anschluß (5) ein Bodenventil (6) vorgesehen ist, dessen Schließkörper (7) durch das Medientrennungselement (2) betätigbar ist und das ein Befüllen der zweiten Kammer (4) mit Flüssigkeit ermöglicht und ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer (4) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) mit einem im hydraulischen Anschluß (5) im wesentlichen unbeweglich angeordneten Dichtelement (8) zusammenwirkt.

2. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) in einer im hydraulischen Anschluß (5) vorgesehenen Bohrung (10) geführt ist und daß das Dichtelement (8) gegen einen Abschnitt (9) kleineren Durchmessers des Schließkörpers (7) abdichtet.

3. Druckmittelspeicher nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich des Abschnitts (9) kleineren Durchmessers des Schließkörpers (7) konisch ausgebildet ist.

4. Druckmittelspeicher nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) als eine Ringdichtung ausgeführt ist.

5. Druckmittelspeicher nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Dichtelements (8) gegen den Schließkörper (7) mittels mindestens einer ringförmigen Dichtfläche (25) erfolgt.

6. Druckmittelspeicher nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Dichtelements (8) gegen den Schließkörper (7) mittels zweier, in der Betätigungsrichtung des Bodenventils (6) hintereinander ausgebildeter ringförmiger Dichtflächen erfolgt.

7. Druckmittelspeicher nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Dichtelements (8) gegen die Wandung der Bohrung (10) mittels mindestens einer Dichtlippe (26) erfolgt.

8. Druckmittelspeicher nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Dichtelements (8) gegen die Wandung der Bohrung (10) mittels zweier, in der Betätigungsrichtung des Bodenventils (6) hintereinander angeordneter Dichtlippen erfolgt.

9. Druckmittelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) Längsnuten (11) aufweist, die zusammen mit der Wandung der Bohrung (10) Strömungskanäle begrenzen.

10. Druckmittelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) entgegen der Betätigungsrichtung des Bodenventils (6) mittels einer Feder (14) vorgespannt ist.

11. Druckmittelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß im hydraulischen Anschluß (5) ein mit radialen Aussparungen (21) sowie axialen Durchgängen (22) versehener Stützring (12) vorgesehen ist, an dem das Dichtelement (8) anliegt.

12. Druckmittelspeicher nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützring (22) und dem Dichtelement (8) eine Stützscheibe (20) angeordnet ist.

13. Druckmittelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß im hydraulischen Anschluß (5) ein mit Aussparungen (23) versehener Haltering (19) unbeweglich angeordnet ist.

14. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Medientrennungselement (2) durch einen metallischen Faltenbalg gebildet ist.

15. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinrichtung (30) zum Sensieren der Bewegung des Medientrennungselements (2) vorgesehen ist.

16. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kammer (3) ein die Druck-Volumen- Charakteristik des Druckmittelspeichers bestimmender Körper (24) angeordnet ist.