DE102010062267A1

DE102010062267A1 - Hydroaggregat einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102010062267A1
Application number: DE201010062267
Authority: DE
Inventors: Matthias Mayr; Rainer Schwarz; Andreas Weh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06
Also published as: GB201119682D0; FR2968261A1; GB2486051A

Abstract

Bei einem Hydroaggregat (10) einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydraulikblock (12) und einer in den Hydraulikblock (12) eingesetzten Speichereinrichtung (16) ist die Speichereinrichtung (16) als eine vormontierte Baugruppe gebildet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Hydroaggregat einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydraulikblock und einer in den Hydraulikblock eingesetzten Speichereinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Hydroaggregats sowie eine Speichereinrichtung eines Hydroaggregats einer Fahrzeugbremsanlage zum Einsetzen in einen Hydraulikblock des Hydroaggregats. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Speichereinrichtung.
Hydroaggregate werden bei hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen verwendet, um an zugeordneten Bremsen wahlweise hydraulisches Fluid zu- oder abzufördern. Bei der Förderung des hydraulischen Fluids kommt es bedingt durch die verwendbaren Pumpen und die Bewegungen zugehöriger Kolben an Hauptbremszylinder und Bremsen zu Strömungsstößen und Pulsationen. Um derartige Strömungsstöße und Pulsationen abzufangen, sind an bekannten Hydroaggregaten Speichereinrichtungen vorgesehen, welche zeitweise hydraulisches Fluid aufnehmen und dieses nachfolgend wieder abgeben können. Die Speichereinrichtungen sind mit einem Hohlraum gebildet, der in dem zugehörigen Hydraulikblock ausgebildet ist, und weisen in der Regel einen Kolben auf, der federbelastet ist und von Fluid verschoben werden kann, welches in die Speichereinrichtung einströmt. Um den Hohlraum fluiddicht zu verschließen, ist an bekannten Speichereinrichtungen ein Speicherdeckel vorgesehen, der in den zugehörigen Hydraulikblock eingeschraubt oder eingepresst und verstemmt ist. Bei einer Verstemmung wird der Hydraulikblock bzw. das Pumpengehäuse plastisch verformt und bildet mit dem Speicherdeckel einen Formschluss.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hydroaggregat zur Verfügung zu stellen, das zum einen möglichst kostengünstig mit einer einfachen Montage herzustellen ist, und zum anderen eine möglichst kleine und leichte Ausgestaltung gewährleistet.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Hydroaggregat einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydraulikblock und einer in den Hydraulikblock eingesetzten Speichereinrichtung geschaffen, wobei die Speichereinrichtung als eine vormontierte Baugruppe gebildet ist.
Weiterhin ist die Aufgabe der Erfindung mit einer Speichereinrichtung eines Hydroaggregats einer Fahrzeugbremsanlage zum Einsetzen in einen Hydraulikblock des Hydroaggregats gelöst, wobei die Speichereinrichtung als eine vormontierte Baugruppe gebildet ist.
Das Hydroaggregat einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage umfasst einen Hydraulikblock, in dessen Inneren, vorzugsweise in einer Bohrung, eine Speichereinrichtung integriert ist. Diese Speichereinrichtung ist erfindungsgemäß als eine vorgefertigte, das heißt vormontierte Baugruppe, also als eine so genannte zunächst externe Speichereinrichtung gestaltet. Diese Speichereinrichtung ist also als eine separat vorliegende Baugruppe im Hydraulikblock aufgenommen.
Die Speichereinrichtung dient als ein Niederdruckspeicher, der in einem Hydrauliksystem, wie der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, so genannte Druckspitzen dämpft, die beispielsweise durch die oben erläuterten Druckpulsationen induziert werden.
Die Speichereinrichtung umfasst bevorzugt eine Laufbuchse, in dessen Inneren ein so genannter Hohl- oder auch Hubraum gebildet ist. Im Hubraum sind eine Feder und ein Kolben angeordnet, wobei der Kolben mittels der Feder in Richtung einer Fluidzuführung federnd vorgespannt ist. Wenn im Falle von Druckpulsationen oder Strömungsstößen Hydraulikfluid über die Fluidzuführung in den Hubraum strömt, so wird der Kolben entgegen der Federkraft verschoben und das Fluid zwischengespeichert.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Hydroaggregat besonders kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere wird gewährleistet, dass die Speichereinrichtung in Form einer vormontierten Baugruppe in kürzerer Zeit herstellbar ist, als wenn diese, wie im Stand der Technik, in Form von Einzelbauteilen in eine Bohrung im Hydraulikblock einzubauen ist. Ferner kann hierdurch ein insgesamt leichteres Hydroaggregat mit geringeren Dimensionen zur Verfügung gestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Speichereinrichtung im Hydraulikblock mittels einer Schweißverbindung gehalten.
Die derartige Speichereinrichtung und insbesondere deren Laufbuchse weist vorliegend einen Außenmantel auf, der bevorzugt über einen bestimmten Abschnitt mit dem Hydraulikblock verschweißt ist. Die Schweißverbindung bildet insbesondere eine Schweißnaht, die radial umlaufend oder auch nur partiell ausgebildet ist.
Die Schweißverbindung übt vorliegend eine Haltefunktion aus oder auch zusätzlich eine Abdichtfunktion gegenüber der Umgebung des Hydroaggregats.
Aufgrund des Vorsehens einer Schweißverbindung zwischen dem Hydraulikblock und der Speichereinrichtung ist es nicht mehr erforderlich, einen Speicherdeckel zu verwenden, der mit dem zugehörigen Hydraulikblock zu verschrauben oder dort einzupressen und zu verstemmen ist. Hierdurch muss insbesondere kein zusätzliches Material am Pumpengehäuse für die Verstemmung gemäß dem Stand der Technik vorgehalten werden. Das Pumpengehäuse kann vielmehr mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet sein, was zu einem vergrößerten Hubraum im Inneren der Speichervorrichtung führt.
Weiterhin kann die Speichereinrichtung mit dem Hydraulikblock mittels eines Klebers verbunden sein, der die Funktion eines Dichtmittels übernimmt.
Vorliegend kann die Speichereinrichtung mit dem Hydraulikblock auch zusätzlich über eine Verklebung verbunden sein. Hierbei erfüllt die Schweißverbindung bevorzugt eine Haltefunktion und die Verklebung eine Dichtfunktion.
Das Verschweißen der Speichereinrichtung mit dem Hydraulikblock, auch in Kombination mit einem Verkleben, ermöglicht den Einsatz einer Laufbuchse mit einer reduzierten Wandstärke zu Nachbarelementen bzw. Schnittstellen, da während des Montierens der Speichereinrichtung im Hydraulikblock erfindungsgemäß keine wesentlichen plastischen Verformungen auftreten.
Bevorzugt umfasst die Speichereinrichtung eine Laufbuchse, die becherförmig, insbesondere einstückig, aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel und einer Stirnfläche gebildet ist. Diese Stirnfläche bildet im eingesetzten Zustand der Speichereinrichtung im Hydraulikblock eine Außenfläche des Hydroaggregats.
Die Laufbuchse kann insbesondere aus einer so genannten ziehbaren Aluminiumlegierung (insbesondere AlMg₃) gebildet sein. Hierdurch wird eine gut mittels Tiefziehen herstellbare und auch besonders leichte Laufbuchse zur Verfügung gestellt.
Die Form der Laufbuchse ist funktionsorientiert mit einer besonders einfachen Geometrie gestaltet. Ein Abschnitt zur Befestigung, insbesondere zum Verstemmen eines Speicherdeckels, wie etwa eine Hutkrempe, ist nicht erforderlich. Hierdurch können Fertigungskosten weiter reduziert werden.
Die Innenfläche der Laufbuchse kann bevorzugt zumindest teilweise mit einer Eloxialschicht beschichtet sein. Eine solche Beschichtung ist insbesondere bei erhöhten Anforderungen an die Laufleistung des Hydroaggregats vorgesehen. Bei einer Eloxialbeschichtung wird insbesondere eine oxidische Schutzschicht durch anodische Oxidation auf der Innenfläche der Laufbuchse erzeugt. Diese Schutzschicht wird dabei durch Umwandlung der obersten Metallzone in ein Oxid bzw. Hydroxid gebildet. Es entsteht eine dünne Schicht, die unter anderem vor Korrosion schützt.
Die vormontierte Baugruppe ist dabei vorzugsweise mit einer Haltescheibe für den Kolben und/oder einer eingebördelten Laufbuchse gestaltet, wobei mit dem Einbördeln vorzugsweise ein Anschlag für den Kolben gebildet ist.
Ferner ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Hydroaggregats geschaffen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

– Bereitstellen eines Hydraulikblocks,
– Bereitstellen einer Speichereinrichtung als vormontierte Baugruppe, und
– Zusammenfügen der Speichereinrichtung als vormontierte Baugruppe mit dem Hydraulikblock zu einem Hydroaggregat.

Durch die Verwendung einer Speichereinrichtung, die als vormontierte Baugruppe bereitgestellt ist, kann diese Baugruppe vorgeprüft und die Produktionszeit des Hydroaggregats deutlich verringert werden, wodurch Herstellungskosten gesenkt werden.
Die Speichereinrichtung, die als vormontierte Baugruppe vorliegt, wird bevorzugt nach dem Zusammenfügen mit dem Hydraulikblock verschweißt. Durch eine solche Schweißverbindungstechnik wird eine einfache und kostengünstige Verbindungstechnik zur Verfügung gestellt. Insbesondere kann ein aufwändiger Schritt eines Verstemmens eines Verschlussdeckels mit einer Laufbuchse der Speichereinrichtung entfallen.
Schließlich ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung geschaffen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

– Bereitstellen einer Laufbuchse, die einstückig aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel und einer Stirnfläche gebildet ist und im Inneren einen Hubraum aufweist,
– Bereitstellen einer Feder, eines Kolbens und einer Haltescheibe,
– Einbringen der Feder in den Hubraum und Zentrieren der Feder auf der Stirnfläche der Laufbuchse,
– Montieren des Kolbens im Hubraum, derart, dass die Feder eine Druckkraft auf eine Stirnfläche des Kolbens ausübt, die der Stirnfläche der Laufbuchse zugewandt ist, und
– Montieren der Haltescheibe auf dem Kolben.

Dieses Verfahren ermöglicht ein besonders effizientes Produktionsverfahren einer so genannten externen und zunächst separat vorliegenden Speichereinrichtung gemäß der oben genannten Merkmale und Vorteile.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
1 eine geschnittene perspektivische Ansicht eines Teils eines Hydroaggregats gemäß dem Stand der Technik,
2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung, und
3 einen Schnitt eines Teils eines erfindungsgemäßen Hydroaggregats.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Hydroaggregat 10 einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage gemäß dem Stand der Technik. Das Hydroaggregat 10 umfasst im Wesentlichen einen Hydraulikblock 12 mit einer Bohrung 14, in der die Komponenten einer Speichereinrichtung 16 integriert sind. Die Speichereinrichtung 16 dient zum Dämpfen von Strömungsstößen und Druckpulsationen eines hydraulischen Fluids der Fahrzeugbremsanlage, die unter anderem durch Pumpen und Kolbenbewegungen an Bremszylindern der Fahrzeugbremsanlage induziert werden.
Die Speichereinrichtung 16 umfasst einen Hohl- oder Hubraum 18, der als ein Teil der Bohrung 14 im Hydraulikblock 12 gebildet ist. In dem Hubraum 18 ist ein Kolben 20 verfahrbar gelagert, der mittels einer Schraubenfeder 22 druckbeaufschlagt und in Richtung einer ebenfalls mittels einer Bohrung gebildeten, stirnseitigen Fluidzuführung 24 gedrängt wird. Wenn Fluid aufgrund von Druckspitzen durch die Fluidzuführung 24 in die Speichereinrichtung 16 zugeführt wird, so wird der Kolben 20 entgegen der Federkraft im Hubraum 18 verschoben und das Fluid wird zwischengespeichert. Zum fluiddichten Verschließen des Hubraums 18 an der Außenfläche 25 des Hydroaggregats 10 ist ein Speicherdeckel 26 vorgesehen, der mit dem Hydraulikblock 12 formschlüssig verstemmt ist.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Speichereinrichtung 16 als vormontierte Baugruppe. In 3 ist ein erfindungsgemäßes Hydroaggregat 10 einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit der eingebauten erfindungsgemäßen Speichereinrichtung 16 dargestellt.
Die Speichereinrichtung 16 gemäß 2 umfasst eine aus Aluminium gefertigte Laufbuchse 28, die einstückig als Becherform aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel 30 und einer Stirnfläche 32 gebildet ist und im Inneren einen Hubraum 18 einschließt. Die Stirnfläche 32 der Laufbuchse 28 bildet im zusammengefügten Zustand mit dem Hydraulikblock 12 die Außenfläche 25 des Hydroaggregats 10 und schließt den Hubraum 18 fluiddicht ab (vgl. 3).
Eine innere Mantelfläche 33 der Laufbuchse 28 weist zumindest teilweise eine Eloxialschicht als eine Schutzschicht auf, wodurch Korrosionserscheinungen weitestgehend vermieden werden können.
Auf der Stirnfläche 32 der Laufbuchse 28 ist im Inneren des Hubraums 18 eine Schraubenfeder 22 eingestellt und zentriert. Diese Schraubenfeder 22 beaufschlagt einen Kolben 20 mit einer Rückstellkraft, die bestrebt ist, den Kolben 20 aus dem Hubraum 18 herauszudrängen. Der Kolben 20 ist vorliegend aus Kunststoff oder Stahl gebildet. Die Verwendung eines Kolbens 20 als Tiefziehlteil, insbesondere aus Stahl, macht diesen gegenüber einem Wärmeeintrag unempfindlich.
Wenn Fluid über eine Fluidzuführung 24 – wie in 3 gezeigt – in die Speichereinrichtung 16 strömt, so übt dieses Fluid eine Druckkraft auf den Kolben 20 aus, der entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 22 in den Hubraum 18 hineingedrängt wird, und zwar maximal bis zu einem Anschlag 35, der mittels eines in den Hubraum 18 hereinragenden Absatzes 37 im Mantel 30 der Laufbuchse 28 gebildet ist.
Über einer Stirnfläche 34 des Kolbens 20, die der Schraubenfeder 22 abgewandt ist, ist ein Dichtring 36 in Form eines O-Rings angeordnet. Dieser Dichtring 36 dichtet den Bereich, in dem die Schraubenfeder 22 angeordnet ist, im Wesentlichen fluiddicht ab. Oberhalb des Dichtrings 36 ist eine Haltescheibe 40 eingepresst, die den Kolben 20 sowie den Dichtring 36 innerhalb der Laufbuchse 28 hält und fixiert.
Bei der Montage, das heißt während des Zusammenfügens der einzelnen Bauteile der Speichereinrichtung 16 als vormontierte Baugruppe, ermöglicht die Zentrierung der Schraubenfeder 22 eine so genannte „blinde” Montage des Kolbens 20 und Dichtrings 36. Hierfür ist an der Laufbuchse 28 eine hier nicht dargestellt Fase angeprägt. Der Kolben 20, der Dichtring 34 und die Haltescheibe 40 werden auf die Schraubenfeder 22 gedrückt und die Haltescheibe 40 wird über die Fase in die Laufbuchse 28 eingepresst. Die Pressung ist dabei derart ausgelegt, dass die Druckkraft der Schraubenfeder 22 den Verband nicht auseinanderdrücken kann. Die Haltescheibe 40 wird hierfür vorzugsweise ca. 0,5 mm unterhalb eines Außenrands 42 der Laufbuchse 28 gedrückt. Nach der Montage der Speichereinrichtung 16 wird diese vorgefertigte Baugruppe vorgeprüft, so dass eine spätere Prüfung im Hydroaggregat 10 nicht mehr erforderlich ist.
Bei der Herstellung des Hydroaggregats 10 wird die Speichereinrichtung 16 in eine Bohrung 14 eines Hydraulikblocks 12 eingeführt (vgl. 3). Dabei wird die Laufbuchse 28 derart in der Bohrung 14 positioniert, dass die Stirnfläche 32 der Laufbuchse 28 die Außenfläche 25 des Hydroaggregats 10 bildet und die der Stirnfläche 32 gegenüberliegende Seite an der Fluidzuführung 24 anschließt.
Ein Abschnitt des Außenmantels 44 der Laufbuchse 28 und eine Kante 46 des Hydraulikblocks 12 werden verschweißt. Es kann hierbei eine Schweißnaht 47 über den gesamten Außenmantel, das heißt über 360°, oder auch nur partiell gebildet werden. Die Schweißnaht 47, das heißt die Schweißverbindung 47 zwischen der Laufbuchse 28 und dem Hydraulikblock 12 dient dem Halten der Speichereinrichtung 16 in der Bohrung 14 des Hydraulikblocks 12 sowie einem Abdichten der Bohrung 14 gegenüber der Umgebung.
Alternativ kann die Funktion des Abdichtens auch über eine Verklebung oder eine Mikroverkapselung am Außenmantel 44 der Laufbuchse 28 und der Kante 46 des Hydraulikblocks 12 erfolgen. In einem solchen Fall ist die Speichereinrichtung 16 mit dem Hydraulikblock 12 mittels eines Klebers als Dichtmittel verbunden und die Schweißverbindung 47 erfüllt die Funktion des Haltens der Speichereinrichtung 16 im Hydraulikblock 12. Das Dichtmittel kann auch in eine Montagefase eingebracht sein und über Wärme aktiviert werden, so dass es eine Abdichtfunktion ausübt.
Das Hydroaggregat 10 ist über ein Dämpfungselement 48 und einem Haltelement 50 an einer hier nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs gehaltert.
Es ist somit ein Hydroaggregat 10 geschaffen, das aufgrund der erfindungsgemäßen vormontierten Speichereinrichtung 16 leichter ausgestaltet ist und kleinere Dimensionen aufweist. Ferner ist das Hydroaggregat 10 infolge der Verwendung der vorgefertigten Baugruppe und eines schnelleren Zusammenfügevorgangs dieser Baugruppe mit dem Hydraulikblock 12 kostengünstig herstellbar. Insbesondere weist die Laufbuchse 28 eine einfache Geometrie auf, wodurch weiter Produktionskosten gesenkt werden.
Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommenen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.

Claims

Hydroaggregat (10) einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydraulikblock (12) und einer in den Hydraulikblock (12) eingesetzten Speichereinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) als eine vormontierte Baugruppe gebildet ist.
Hydroaggregat (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) im Hydraulikblock (12) mittels einer Schweißverbindung (47) gehalten ist.
Hydroaggregat (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) mit dem Hydraulikblock (12) mittels eines Klebers als Dichtmittel verbunden ist.
Hydroaggregat (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) eine Laufbuchse (28) umfasst, die becherförmig aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel (30) und einer Stirnfläche (32) gebildet ist.
Hydroaggregat (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (32) der Laufbuchse (28) im eingesetzten Zustand der Speichereinrichtung (16) im Hydraulikblock (12) außenseitig angeordnet ist.
Hydroaggregat (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Mantelfläche (33) der Laufbuchse (28) zumindest teilweise eine Eloxialschicht aufweist.
Hydroaggregat (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Baugruppe mittels einer Haltescheibe (40) oder einer eingebördelten Laufbuchse (28) gestaltet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Hydroaggregats (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Hydraulikblocks (12), – Bereitstellen einer Speichereinrichtung (16) als vormontierte Baugruppe, und Zusammenfügen der Speichereinrichtung (16) als vormontierte Baugruppe mit dem Hydraulikblock (12) zu einem Hydroaggregat (10).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) als vormontierte Baugruppe nach dem Zusammenfügen mit dem Hydraulikblock (12) verschweißt wird.
Speichereinrichtung (16) eines Hydroaggregats (10) einer Fahrzeugbremsanlage zum Einsetzen in einen Hydraulikblock (12) des Hydroaggregats (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (16) als eine vormontierte Baugruppe gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Speichereinrichtung (16) nach Anspruch 10, mit den Schritten: – Bereitstellen einer Laufbuchse (28), die einstückig aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel (30) und einer Stirnfläche (32) gebildet ist und im Inneren einen Hubraum (18) aufweist, – Bereitstellen einer Feder (22), eines Kolbens (20) und einer Haltescheibe (40), – Einbringen der Feder (22) in den Hubraum (18) und Zentrieren der Feder (22) auf der Stirnfläche (32) der Laufbuchse (28), – Montieren des Kolbens (20) im Hubraum (18), derart, dass die Feder (22) eine Druckkraft auf eine Stirnfläche (34) des Kolbens (20) ausübt, die der Stirnfläche (32) der Laufbuchse (28) zugewandt ist, und – Montieren der Haltescheibe (40) auf dem Kolben (20).