DE10139811A1

DE10139811A1 - Verfahren zum Befüllen eines Durckmittelspeichers sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10139811A1
Application number: DE10139811A
Authority: DE
Inventors: Andreas Klein; Albrichsfeld Christian Alb Von; Manfred Rueffer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2002-06-27
Also published as: KR20030046501A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Befüllen eines Druckmittelspeichers mit einem Gehäuse (1) vorgeschlagen, dessen Innenraum durch einen als Medientrennungselement dienenden metallischen Faltenbalg (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. DOLLAR A Damit die vorhin genannten Kammern (3, 4) mit entsprechenden Medien zuverlässig gefüllt werden können, ohne daß der Faltenbalg (2) beschädigt wird, wird erfindungsgemäß eine Kombination der folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen: DOLLAR A a) Evakuieren der zweiten Kammer, DOLLAR A b) Befüllen der zweiten Kammer mit Druckmittel, und DOLLAR A c) Einfüllen des Gases in die erste Kammer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Druckmittelspeichers mit einem Gehäuse, dessen Innenraum durch einen als Medientrennungselement dienenden metallischen Faltenbalg 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 internationalen Patentanmeldung WO 00/31420 bekannt. Der Schließkörper des Bodenventils ist durch die Bewegung des Faltenbalgs in eine Lage bringbar, in der er die Funktion eines hydraulischen Kolbens erfüllt. Da dadurch sowohl eine Beschädigung des Bodenventils als auch ein ungewollter Druckmittelaustritt wirksam verhindert werden, wird eine erhebliche Erhöhung der Funktionssicherheit gewährleistet. Der genannten Veröffentlichung sind jedoch keine Hinweise zu entnehmen, wie die vorhin genannten Kammern mit entsprechenden Medien zuverlässig gefüllt werden können, ohne daß der Faltenbalg beschädigt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen eines Druckmittelspeichers der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, die gewährleisten, daß sich der Faltenbalg andauernd in einem druckausgeglichenen Zustand befindet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden Verfahrensschritte gelöst:

a) Evakuieren der zweiten Kammer
b) Befüllen der zweiten Kammer mit Druckmittel,
c) Einfüllen des Gases in die erste Kammer.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die zweite Kammer mit einem definierten Druckmittelvolumen befüllt wird, das den Systemanforderungen für eine bestimmte Temperatur entspricht, wonach die erste Kammer mit einem entsprechenden, vorher berechneten Gasvolumen gefüllt wird, um die geometrischen Toleranzen zu kompensieren.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 3 bis 7 aufgeführt. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Mittel zum Evakuieren der zweiten Kammer, Mittel zum Befüllen der zweiten Kammer mit Druckmittel, sowie Mittel zum Einfüllen des Gases in die erste Kammer (3) vorgesehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen 9 bis 13 zu entnehmen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung der vorhin erwähnten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, weist der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu befüllende Druckmittel speicher 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 8 verbunden ist und andererseits mittels einer Platte 9 verschlossen ist. Der Innenraum des Faltenbalgs 2 bildet die erste Kammer 3, die über einen im Deckel 8 vorgesehenen Füllanschluß 10 mit einem in der Regel unter hohem Druck stehenden Gas befüllt werden kann. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist ein hydraulischer Anschluß 5 ausgebildet, 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, beispielsweise einer Bremsflüssigkeit, ermöglicht und andererseits ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer 4 verhindert. Außerdem befindet sich in der ersten Kammer 3 eine Druckfeder 11, die zwischen dem Deckel 8 und der vorhin erwähnten Platte 9 eingespannt ist und somit den Faltenbalg 2 in Richtung auf das Bodenventil 6 zu vorspannt. Dadurch wird gewährleistet, daß der in der zweiten Kammer 4 herrschende hydraulische Druck immer höher ist als der in der ersten Kammer 3 herrschende Gasdruck.

Außerdem ist in der mit Gas gefüllten ersten Kammer 3 eine Sensoreinrichtung zum Sensieren der Bewegung des Medientrennungselements 2 vorgesehen, die mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist. Die Sensoreinrichtung 12, die beispielsweise als ein induktiver Wegsensor ausgebildet sein kann, stellt eine selbständig handhabbare Baugruppe dar, die in eine im Deckel 8 vorgesehene Öffnung einsetzbar ist. In der Zeichnung ist weiterhin schematisch eine Vorrichtung dargestellt, die dem Befüllen des vorhin beschriebenen Druckmittelspeichers mit entsprechenden Druckmedien dient. Die gezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen:

a) einer ersten Leitung 13, die einerseits an die vorhin erwähnte erste Kammer 3 und andererseits an eine nicht dargestellte Druckgasquelle angeschlossen wird,
b) einer zweiten Leitung 14, die einerseits an die vorhin erwähnte zweite Kammer 4 und andererseits entweder an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle oder eine Unterdruckquelle 15 angeschlossen wird,
c) einer Einrichtung 16 zum mechanischen Öffnen bzw. Offenhalten des Bodenventils 6, die in den vorhin erwähnten hydraulischen Anschluß 5 einführbar ist, und
d) jeweils einem der Druckmittelquelle sowie der Unterdruckquelle 15 zugeordneten, in der zweiten Leitung 14 eingefügten Absperrventil 17, 18.

Dabei ist es sinnvoll, einen ersten Drucksensor 19 zur Überwachung des Druckmittelfülldrucks, einen zweiten Drucksensor 20 zur Überwachung des Niveaus des von der Unterdruckquelle 15 aufgebrachten Unterdrucks sowie einen Wegsensor 21 zur Überwachung der Bewegung der Einrichtung 16 zum mechanischen Öffnen bzw. Offenhalten des Bodenventils 6 vorzusehen.

Vor dem Beginn des nachfolgend erläuterten Füllvorgangs wird angenommen, daß sich die vorhin erwähnte Platte 9 unter der Wirkung der Druckfeder 11 an einem ersten Anschlag (beispielsweise am Boden des Gehäuses 1) befindet und daß das Bodenventil 6 geschlossen ist. Diesem Ausgangszustand entspricht ein Signalwert des Wegsensors 12, der ermittelt und abgelegt wird. Der ermittelte Signalwert wird später im Betrieb benutzt, um Defekte am Bodenventil 6 zu erkennen. Um die gleiche Wirkung bei einer Ausführung ohne die vorhin genannte Druckfeder 11 zu erzielen wird die erste Kammer 3 mit niedrigem Druck (z. B. mit Preßluft bis 2 bar) beaufschlagt.

Nachdem die Einrichtung 16, die beispielsweise als ein metallischer Stift ausgeführt sein kann, das Bodenventil 6 geöffnet hatte, wird die zweite Leitung 14 durch Öffnen des zugeordneten Absperrventils 18 mit der Unterdruckquelle 15 verbunden und die zweite Kammer 4 evakuiert. Nach dem Evakuieren wird die zweite Kammer 4 mit einem dafür vorgesehenen Druckmittel, vorzugsweise einer Bremsflüssigkeit, unter niedrigem Druck vollständig befüllt, wobei der Faltenbalg 2 um einen geringen Betrag zusammengedrückt wird. Anschließend bewirkt die Druckfeder 11 bzw. der in der ersten Kammer 3 wirkende Gasdruck ein langsames Ausströmen des überschüssigen Druckmittelvolumens bis zum Schließen des Bodenventils 6. Da der Schließkörper 7 des Bodenventils, die den Faltenbalg 2 verschließende Platte 9 und der Wegsensor 12 miteinander in Kontakt stehen, kann der Signalwert des Wegsensors 12, bei dem das Bodenventil 6 schließt, ermittelt und abgelegt werden.

Nun wird ein definiertes Druckmittelvolumen nachgefüllt, das den systembedingten Mindestanforderungen entspricht und das z. B. den Volumenwert darstellt, der bei der Temperatur 120°C eine einwandfreie Funktion des Druckmittelspeichers gewährleistet. Dadurch erfolgt ein Zusammendrücken des Faltenbalgs 2 bzw. eine Bewegung der ihn verschließenden Platte 9 nach oben in eine definierte Position, der ein dritter Signalwert des Wegsensors 12 entspricht. Der Signalwert wird wiederum ermittelt und abgespeichert.

Danach wird Druckmittel so lange nachgefüllt, bis die Platte 9 einen nicht gezeigten, beispielsweise in der ersten Kammer 3 angeordneten mechanischen Anschlag erreicht. Dieser oberen Position des (zusammengedrückten) Faltenbalges 2 entspricht wieder ein Signalwert des Wegsensors 12, der ermittelt und abgelegt wird. Der erwähnte Signalwert ist besonders dafür geeignet, ein Zerstören des Faltenbalges 2 zu verhindern.

Nach dem Erfassen des der oberen Position entsprechenden Signalwertes wird das nachgefüllte Druckmittelvolumen wieder so lange entnommen, bis die durch das Nachfüllen des definierten Druckmittelvolumens eingestellte Position erreicht ist. In dieser Position erfolgt über die erste Leitung 13 ein Befüllen der ersten Kammer 3 mit geeignetem Gas, wonach der vorhin erwähnte Füllanschluß 10 verschlossen wird. Danach wird das im Speicher verbliebene Druckmittel so lange entnommen, bis das Bodenventil 6 schließt. Damit ist der Füllvorgang beendet und der Speicher mit den ermittelten Signalwerten kann ausgeliefert werden.

Claims

1. Verfahren zum Befüllen eines Druckmittelspeichers mit einem Gehäuse (1), dessen Innenraum durch einen als Medientrennungselement dienenden metallischen Faltenbalg(2) in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, wobei die erste Kammer (3) mit einem Gas und die zweite Kammer (4) mit einem flüssigen Druckmittel 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 dem Druckmittel ermöglicht und ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer (4) verhindert, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte.

a) Evakuieren der zweiten Kammer (4)
b) Befüllen der zweiten Kammer (4) mit Druckmittel,
c) Einfüllen des Gases in die erste Kammer (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (4) mit einem definierten Druckmittelvolumen befüllt wird, das den Systemanforderungen für eine bestimmte Temperatur entspricht, wonach die erste Kammer (3) mit einem entsprechenden, vorher berechneten Gasvolumen gefüllt wird, um die geometrischen Toleranzen zu kompensieren.

3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß beim Befüllen der zweiten Kammer (4) mit dem definierten Druckmittelvolumen der vom Faltenbalg (2) zurückgelegte Weg sensiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Sensierung des Zustands des Bodenventils (6) aus der zweiten Kammer (4) Druckmittel so lange dosiert entnommen wird, bis der Schließzustand des Bodenventils (6) erreicht ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (4) mit Druckmittel so lange gefüllt wird, bis ein Anschlag für den Faltenbalg (2) erreicht ist, wobei der vom Faltenbalg (2) zurückgelegte Weg sensiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Befüllen der zweiten Kammer (4) mit Druckmittel der Faltenbalg (2) zur Anlage an einem zweiten Anschlag gebracht wird, wobei der vom Faltenbalg (2) zurückgelegte Weg sensiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (2) zur Anlage am zweiten Anschlag durch die Wirkung eines pneumatischen Druckes gebracht wird.

8. Vorrichtung zum Befüllen eines Druckmittelspeichers mit einem Gehäuse (1), dessen Innenraum durch einen als Medientrennungselement dienenden metallischen Faltenbalg in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, wobei die erste Kammer (3) mit einem Gas und die zweite Kammer (4) mit einem flüssigen Druckmittel 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 dem Druckmittel ermöglicht und ein vollständiges Entleeren der zweiten Kammer (4) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Evakuieren der zweiten Kammer (4), Mittel zum Befüllen der zweiten Kammer (4) mit Druckmittel, sowie Mittel zum Einfüllen des Gases in die erste Kammer (3) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß sie eine an die erste Kammer (3) anschließbare, der Gaszufuhr dienende erste Leitung (13) sowie eine an die zweite Kammer (4) anschließbare zweite Leitung (14) aufweist, die wahlweise mit einer Druckmittelquelle oder einer Unterdruckquelle (15) verbindbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Einrichtung (16) zum Öffnen bzw. Offenhalten des Bodenventils (6) versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucksensor (19) zur Ermittlung des in der zweiten Leitung (14) beim Befüllen der zweiten Kammer (4) herrschenden Druckmittel-Fülldruckes vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterdrucksensor (20) zur Ermittlung des von der Unterdruckquelle (15) beim Evakuieren der zweiten Kammer (4) aufgebrachten Unterdruckes vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegsensor (21) zur Ermittlung der Position des Schließkörpers (7) des Bodenventils (5) vorgesehen ist.