DE102007001645B4

DE102007001645B4 - Hydraulikspeicher

Info

Publication number: DE102007001645B4
Application number: DE102007001645.1A
Authority: DE
Inventors: Taro Segawa; Andreas Weh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2015-07-09
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: DE102007001645A1

Abstract

Hydraulikspeicher (12), insbesondere für eine schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage, mit einem Speichergehäuse (14), in dem ein Speicherkolben (56) axial beweglich angeordnet ist, der eine mit Hydraulikflüssigkeit befüllbare erste Speicherkammer (60) gegenüber einer mit Gas befüllbaren zweiten Speicherkammer (62) abtrennt, mit einem den Speicherkolben (56) in Richtung einer Minimierung des Volumens der ersten Speicherkammer (60) beaufschlagenden federelastischen Mittel (54) und einem das Speichergehäuse (14) zur Umgebung hin verschließenden Deckel (20), wobei das Speichergehäuse (14) aus einem ersten Gehäuseabschnitt (16) und einem zweiten Gehäuseabschnitt (18) besteht, wobei der erste Gehäuseabschnitt (16) in einem Gehäuseblock (10) des Hydraulikaggregats (12) ausgebildet ist, wobei der zweite Gehäuseabschnitt (18) über den Gehäuseblock (10) zumindest abschnittsweise vorsteht und von einem topfförmigen Deckel (20) umschlossen ist und wobei der Speicherkolben (56) allein im zweiten Gehäuseabschnitt (18) des Speichergehäuses (14) geführt und abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Deckel (20) umformtechnisch herstellbar ist und einen sich in Richtung eines Deckelbodens (46) konisch verjüngenden Querschnitt aufweist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Hydraulikspeicher, insbesondere für eine schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage entsprechend den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1. Hydraulikspeicher sind üblicherweise an einem Gehäuseblock eines Hydraulikaggregats zur Bremsdruckregelung angeordnet und nehmen im Falle einer Bremsdruckreduzierung Druckmittel aus vorgeschalteten Radbremsen auf, bzw. stellen es einem nachgeordneten Druckerzeuger für einen Bremsdruckaufbau zur Verfügung.
Ein Hydraulikspeicher nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1 ist beispielsweise bekannt aus der DE 197 09 779 A1 .
Dieser bekannte Hydraulikspeicher weist ein Speichergehäuse aus zwei Gehäuseabschnitten auf. Ein erster Gehäuseabschnitt ist im Gehäuseblock eines Hydraulikaggregats gebildet, ein zweiter Gehäuseabschnitt ist als topfförmig ausgebildeter und am Gehäuseblock verankerbarer Deckel ausgeführt. Dieser Deckel kann über den Gehäuseblock vorstehen, sodass durch unterschiedlich geformte Deckel eine Anpassung der Speicherkammervolumina an die jeweils zu applizierenden Fahrzeugtypen ohne Einfluss auf die Abmessungen des Gehäuseblocks möglich ist. Auch Fahrzeuge mit Bremsanlagen großer hydraulischer Elastizität lassen sich dadurch mit einem einheitlich dimensionierten Gehäuseblock ausrüsten.
Aus der DE 103 58 847 A1 ist darüber hinaus ein Hydraulikspeicher bekannt, dessen zweiter Gehäuseabschnitt bzw. Deckel als vorzugsweise in einem Tiefziehverfahren hergestellter Topf ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Ein Hydraulikspeicher nach den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass umformtechnisch hergestellte Deckel verfahrensbedingt bereits eine besonders hohe Oberflächenqualität aufweisen, welche sich zur Kolbenführung besonders gut eignet. Der Kolben eines erfindungsgemäßen Hydraulikspeichers ist über seinen gesamten Hub allein im Deckel geführt, weil hier besonders gute Reibungsverhältnisse herrschen. Zwischen einem in den ersten Gehäuseabschnitt hineinragenden Kolbenschaft und dem ersten Gehäuseabschnitt besteht ein Radialspiel, sodass spanende Bearbeitungsschritte zur Darstellung einer Kolbenführungsfläche im ersten Gehäuseabschnitt vollkommen eingespart werden können. Auch eine Dichtungsanordnung am Kolben wirkt aus den genannten Gründen allein mit der Innenseite der Deckelwandung zusammen.
Erfindungsgemäß ist der Deckel zudem in einem Querschnitt hergestellt, der sich zum Deckelboden hin konisch verjüngt. Damit lassen sich bei entleerter erster Speicherkammer die Reibungsverhältnisse des Speicherkolbens nochmals verbessern, sodass einer Kolbenbewegung aus diesem Totpunkt heraus sehr geringe Widerstandskräfte entgegenwirken. Dementsprechend weist ein erfindungsgemäßer Hydraulikspeicher verbesserte Hystereseeigenschaften auf. Mit zunehmendem Hub des Kolbens und damit mit steigendem Druckniveau in der Speicherkammer erhöht sich aufgrund der Konizität des Deckelquerschnitts die Passung zwischen Kolben und Deckel. Entsprechend verbessern sich die Dichtverhältnisse an der Dichtungsanordnung. Gleichzeitig ist über die Konizität der Anstieg der Druckkennlinie des Hydraulikspeichers beeinflussbar.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung im Detail beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Hydraulikspeicher im Längsschnitt, wobei der Speicherkolben in seiner Grundstellung dargestellt ist. Diese Grundstellung nimmt der Speicherkolben dann ein, wenn sich kein hydraulisches Druckmittel mehr in der einen Speicherkammer befindet, der Hydraulikspeicher also von hydraulischem Druckmittel im Wesentlichen entleert ist.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die einzige Figur zeigt anhand eines Ausschnitts durch einen Gehäuseblock 10 eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage einen erfindungsgemäßen Hydraulikspeicher 12. Letzterer hat ein Speichergehäuse 14, das aus mehreren Gehäuseabschnitten 16, 18 zusammengesetzt ist. Ein erster Gehäuseabschnitt 16 ist im Gehäuseblock 10 des Hydraulikaggregats ausgebildet, ein zweiter Gehäuseabschnitt 18 ist von einem topfförmigen Deckel 20 umschlossen. Dieser topfförmige Deckel 20 ist mit dem Gehäuseblock 10 verstemmt und steht gegenüber dem Gehäuseblock 10 abschnittsweise vor. Der erste Gehäuseabschnitt 16 ist durch eine von außen in den Gehäuseblock eingebrachte Sacklochbohrung 22 gebildet, deren Öffnung 24 nach außen durch den Deckel 20 verschlossen ist.
Die Sacklochbohrung 22 im ersten Gehäuseabschnitts 16 ist in ihrem Durchmesser von außen nach innen einmal abgesetzt. Dadurch ergibt sich am Gehäuseblock 10 eine Schulter 26, an der der Deckel 20 mit seinem offenen Ende anliegt. Am Grund 28 der Sacklochbohrung 22 mündet ein Ablauf 30 aus, durch den hydraulisches Druckmittel aus dem Inneren des Hydraulikspeichers 12 abfließen kann. Der Ablauf 30 ist im Zentrum eines Querschnitts durch den Hydraulikspeicher 12 platziert. Im Ablauf 30 ist unmittelbar stromabwärts seiner Mündung ein Rückschlagventil 32 angeordnet. Dieses Rückschlagventil 32 verhindert ein Zurückströmen von Druckmittel aus dem Ablauf 30 zurück in den Hydraulikspeicher 12 hinein. Dabei kommt das Rückschlagventil 32 ohne Ventilfeder aus. Es umfasst lediglich einen Schließkörper 34 in Form einer Kugel, einen davon gesteuerten Ventilsitz 36, ausgebildet mittels eines Ringelements 38 und eine Lochscheibe 40, welche die einzelnen Bauteile in einer das Rückschlagventil 32 aufnehmenden Ausnehmung des Gehäuseblocks 10 hält. Die Lochscheibe 40 ist dazu umfangsseitig in diese Ausnehmung eingepresst.
Stromabwärts des Schließkörpers 34 schnürt sich die Ausnehmung zu einem Kanal 42 ein. Im Bereich dieser Einschnürung sind Mittel, beispielsweise Nuten oder Stege, vorgesehen, die sicherstellen, dass der Schließkörper 34 stets vom abströmenden Druckmittel umspült werden kann. Eventuell entgegengesetzt strömendes Druckmittel würde den Schließkörper 34 gegen den Ventilsitz 36 drücken, wodurch der offene Strömungsquerschnitt geschlossen wird und das Rückschlagventil 32 seine Sperrstellung einnimmt.
Der den zweiten Gehäuseabschnitt 18 umschließende Deckel 20 ist topfförmig ausgebildet. Er weist eine umlaufende Deckelwandung 44 und einen die Deckelwandung 44 an einem Ende verschließenden Deckelboden 46 auf. Der Deckel 20 ist umformtechnisch, insbesondere in einem Tiefziehverfahren, aus einer Blechplatine hergestellt. Dieses Herstellverfahren ermöglicht eine kostengünstige Darstellung von Deckeln verschiedener Abmessungen. Das Druckmittelaufnahmevolumen des Hydraulikspeichers 12 ist auf diese Art und Weise einfach an Fahrzeugbremsanlagen unterschiedlicher Elastizität anpassbar. Zudem gewährleistet die erwähnte Herstellungsart des Deckels 20 hohe Oberflächenqualitäten, insbesondere auf der Innenseite der Deckelwandung 44.
An seinem offenen, dem Deckelboden 46 gegenüberliegenden Ende ist an die Deckelwandung 44 ein senkrecht nach außen abstehender, ringförmiger Bund 48 angeformt. Mit diesem Bund 48 liegt der Deckel 20 an der gehäuseblockseitigen Schulter 26 an. Schulter 26 und Bund 48 sind maßlich dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die Deckelwandung 44 gegenüber der Bohrungswand des zweiten Gehäuseteilabschnitts 18 nach innen vorsteht.
Eine Verankerung des Deckels 20 am Gehäuseblock erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel exemplarisch anhand einer Verstemmung. Dazu ist am Gehäuseblock 10 in radialem Abstand um die Sacklochbohrung 22 herum ein umlaufender Bördelrand 50 ausgebildet. Dieser ist in aufrechter Stellung gezeichnet und kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Bördelwerkzeugs nach innen umgelegt werden.
Dabei übergreift der Bördelrand 50 den Bund 48 des Deckels 20 und legt diesen kraft- und formschlüssig am Gehäuseblock 10 fest.
Der Querschnitt des Deckels 20 verjüngt sich ausgehend von seiner Öffnung in Richtung zum Deckelboden 46 hin konisch. Den größten Innendurchmesser weist der Deckel 20 demnach im Bereich seiner Öffnung auf. Gleichzeitig mit der Herstellung des Deckels 20 wird am Deckelboden 46 eine Zentrierung 52 angeformt. Dabei handelt es sich um eine zentrisch angeordnete, im Querschnitt napfförmige, in das Innere des Deckels 20 hineinragende Ausformung. Diese dient zur Zentrierung eines federelastischen Mittels, für das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Druckfeder 54 gewählt wurde. Die Druckfeder 54 stützt sich mit ihrem vom Deckelboden 46 abgewandten Ende an einem hohlzylindrischen Speicherkolben 56 ab.
Dieser Speicherkolben 56 ist in dem vom ersten Gehäuseteil 16 und vom zweiten Gehäuseteil 18 eingeschlossenen Raum axial verschiebbar angeordnet. Er ist umfangsseitig allein im Deckel 20 des Hydraulikspeichers 12 geführt und mit Hilfe eines Dichtelements 58 abgedichtet. Damit wirkt der Speicherkolben 56 als Trennelement zwischen einer ersten, mit hydraulischem Druckmittel befüllbaren Speicherkammer 60 und einer zweiten gasgefüllten Speicherkammer 62. In der zweiten Speicherkammer 62 ist die erwähnte Druckfeder 54 untergebracht. Letztere beaufschlagt den Speicherkolben 56 in Richtung einer Minimierung der ersten Speicherkammer 60. In der Darstellung befindet sich der Speicherkolben 56 in seiner Grundstellung, in der die erste Speicherkammer 60 vollständig von hydraulischem Druckmittel entleert ist.
Der im Ausführungsbeispiel verwendete Speicherkolben 56 ist spritzgusstechnisch aus Kunststoff hergestellt. Er weist einen hohlzylindrischen Kolbenschaft 66 auf, der an einem seiner Enden von einem einteilig angeformten Kolbenboden 64 verschlossen ist. Der Kolbenboden 64 gliedert sich in einen axial vorspringenden Mittenbereich und einen umlaufenden, demgegenüber zurückgenommenen Randbereich. In seiner Axialrichtung ist der Kolbenschaft 66 länger als der zwischen dem Bohrungsgrund und der Schulter 26 der Sacklochbohrung 22 des Gehäuseblocks 10 bestehende erste Gehäuseabschnitt 16. Der Innendurchmesser dieses ersten Gehäuseabschnitts 16 ist zudem größer als der Außendurchmesser des Speicherkolbens 56, wodurch zwischen beiden Bauteilen ein radiales Spiel besteht.
Das erwähnte Dichtelement 58 am Speicherkolben 56 ist im Bereich von dessen offenem Ende in einer dafür vorgesehenen Umfangsnut 68 angeordnet. In der dargestellten Grundstellung ist die zwischen Dichtelement 58 und Innenseite der Deckelwandung 44 wirksame Pressung relativ gering, wodurch im Fall von einströmendem Druckmittel in die erste Speicherkammer 60 einer Kolbenbewegung relativ geringe Reibungskräfte entgegenwirken. Bei zunehmender Befüllung der ersten Speicherkammer 60 mit hydraulischem Druckmittel taucht der Speicherkolben 56 tiefer in das Innere des Deckels 20 ein. Der dabei ansteigenden hydraulischen Druckkraft auf den Speicherkolben 56 hält die Kraft der Druckfeder 54 das Gleichgewicht. Gleichzeitig erhöht sich aufgrund der Konizität des Deckelquerschnitts die Pressung am Dichtelement 58 des Speicherkolbens 56, sodass auch bei steigenden Druckverhältnissen die Abdichtung zwischen beiden Speicherkammern 60, 62 sichergestellt ist.
Der hydraulische Ablauf 30 des erfindungsgemäßen Hydraulikspeichers 12 befindet sich im Zentrum eines Querschnitts durch diesen Hydraulikspeicher 12. Zuläufe 31 münden seitlich dieses Ablaufs 30 und radial außerhalb des Mittenbereichs des Kolbenbodens 64 liegend in die erste Speicherkammer 60 ein. Sofern sich der Speicherkolben 56 in der gezeigten Grundstellung (erste Speicherkammer 60 von hydraulischem Druckmittel entleert) befindet, das heißt am Grund 28 der Sacklochbohrung 22 des ersten Gehäuseabschnitts des Hydraulikspeichers 12 anliegt, sperrt er mit seinem vorspringenden Mittenbereich des Kolbenbodens 64 eine hydraulische Verbindung zwischen den Zuläufen 31 und dem Ablauf 30 ab. Ein eventuell im Ablauf 30 von einem daran angeschlossenen Druckerzeuger aufgebauter Unterdruck kann sich deshalb nicht durch den Hydraulikspeicher 12 hindurch in die Zuläufe 31 ausbreiten. Da die Zuläufe 31 des Hydraulikspeichers 12 in schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen bekanntermaßen in Verbindung mit den einzelnen Radbremsen stehen, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet, dass sich selbst unter Verwendung eines kostengünstigen und besonders kompakt bauenden federlosen Rückschlagventils 32 in den Radbremsen kein Unterdruck aufbauen kann.
Die Vermeidung von Unterdruck in den einzelnen Radbremsen ist notwendig, damit deren Bremskolben keine Extremstellung einnehmen. Um nämlich die Kolben aus einer solchen Extremstellung herausbewegen zu können, wäre ein erhöhter Bedarf an hydraulischem Druckmittel notwendig, was vom Fahrzeugführer anhand eines zumindest verlängerten Pedalwegs oder zumindest anhand eines verzögerten Ansprechverhaltens der Bremsanlage wahrnehmbar wäre. Beide Effekte würden unerwünschte Irritationen hinsichtlich der Funktionsfähigkeit der Bremsanlage auslösen. Fahrzeugbremsanlagen des Standes der Technik verwenden konventionelle federbeaufschlagte Rückschlagventile, die jedoch Nachteile hinsichtlich Bauraum Teilaufwand und Kosten haben.

Claims

Hydraulikspeicher (12), insbesondere für eine schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage, mit einem Speichergehäuse (14), in dem ein Speicherkolben (56) axial beweglich angeordnet ist, der eine mit Hydraulikflüssigkeit befüllbare erste Speicherkammer (60) gegenüber einer mit Gas befüllbaren zweiten Speicherkammer (62) abtrennt, mit einem den Speicherkolben (56) in Richtung einer Minimierung des Volumens der ersten Speicherkammer (60) beaufschlagenden federelastischen Mittel (54) und einem das Speichergehäuse (14) zur Umgebung hin verschließenden Deckel (20), wobei das Speichergehäuse (14) aus einem ersten Gehäuseabschnitt (16) und einem zweiten Gehäuseabschnitt (18) besteht, wobei der erste Gehäuseabschnitt (16) in einem Gehäuseblock (10) des Hydraulikaggregats (12) ausgebildet ist, wobei der zweite Gehäuseabschnitt (18) über den Gehäuseblock (10) zumindest abschnittsweise vorsteht und von einem topfförmigen Deckel (20) umschlossen ist und wobei der Speicherkolben (56) allein im zweiten Gehäuseabschnitt (18) des Speichergehäuses (14) geführt und abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Deckel (20) umformtechnisch herstellbar ist und einen sich in Richtung eines Deckelbodens (46) konisch verjüngenden Querschnitt aufweist.
Hydraulikspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (20) aus einer Blechplatine herstellbar ist und am Deckelboden (46) eine einteilig angeformte Zentrierung (52) aufweist.
Hydraulikspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als federelastisches Mittel eine Druckfeder (54) eingesetzt ist, die sich an der von der ersten Speicherkammer (60) abgewandten Rückseite eines Kolbenbodens (64) und am Deckelboden (46) abstützt.
Hydraulikspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts (16) jeweils wenigstens ein Zulauf (31) und ein vom Zulauf (31) getrennter Ablauf (30) in die erste Speicherkammer (60) einmünden, wobei der Speicherkolben (56) in seiner Grundstellung eine Druckmittelverbindung des Zulaufs (31) mit dem Ablauf (30) absperrt.
Hydraulikspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Ablauf (30) des Hydraulikspeichers (12) ein federloses Rückschlagventil (32) mit einem Ventilsitz (36) und mit einem von dem aus dem Hydraulikspeicher (12) abströmenden Fluid in Öffnungsrichtung beaufschlagbaren Ventilelement (34) angeordnet ist.
Hydraulikspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (20) durch ein zumindest bereichsweises Verstemmen des Materials des Gehäuseblocks (10) am Gehäuseblock (10) befestigt ist.