DE102012209400A1

DE102012209400A1 - Hydraulikbauteil, insbesondere eines hydraulischen Bremssystems

Info

Publication number: DE102012209400A1
Application number: DE102012209400A
Authority: DE
Inventors: Wolf Stahr; Daniel Brenndoerfer; Michael Eisenlauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-12-05
Also published as: KR20150017340A; JP6266602B2; CN104379421A; CN104379421B; KR102054118B1; EP2855220A1; US9630608B2; US20150158478A1; JP2015523261A; WO2013182334A1

Abstract

Bei einem Hydraulikbauteil (10), insbesondere eines hydraulischen Bremssystems, mit einem von Bremsfluid zu durchströmenden Leitungsabschnitt (24) ist in dem Leitungsabschnitt (24) mindestens eine erste vom Bremsfluid angeströmte Reflexionsfläche (34, 36) angeordnet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Hydraulikbauteil, insbesondere eines hydraulischen Bremssystems, mit einem von Bremsfluid zu durchströmenden Leitungsabschnitt.
Bei Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen werden Hydraulikaggregate verwendet, um an dem Bremssystem geregelte Bremsdrücke bereitzustellen. Insbesondere werden mit derartigen Hydraulikaggregaten Funktionen eines Antiblockiersystems (ABS), einer Antischlupfregelung (ASR) und/oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) realisiert. Zum Dosieren des Bremsdrucks weisen die Hydraulikaggregate zumindest eine Pumpe mit mehreren Pumpenkolben bzw. Pumpenelementen sowie mehreren Ventilen auf. Die Ventile sind in der Regel elektromagnetisch gesteuert, wodurch in einzelnen Bremskreisen sehr kurzfristig unterschiedliche Bremsdrücke bereitgestellt werden können. Bei derartigen hydraulischen Bremssystemen werden Dämpfer verwendet, um Druckpulsationen und sich damit ergebende Geräusche zu vermeiden. Die Druckpulsationen entstehen mit der Verdichtung des Bremsfluids mittels der Pumpenelemente in dem Hydraulikaggregat selbst sowie im restlichen Bremssystem. Ferner sollen Dämpfer insbesondere Geräusche vermeiden, die durch Druckwellen aufgrund von plötzlichen Druckanstiegen beim Schalten der Ventile entstehen.
Ein Druckpulsationsdämpfer für ein hydraulisches Bremssystem ist beispielsweise aus DE 103 05 310 B4 bekannt. Aus DE 197 32 771 A1 ist eine Kolbenpumpe eines Hydraulikaggregats eines Bremssystems bekannt, bei der zum Abbau von Druckspitzen infolge der diskontinuierlichen Förderung der Kolbenpumpe deren Zylinderbohrung auf der Seite eines Verdrängungsraums mittels einer Membran verschlossen ist. Die Membran ist ein Tiefziehbauteil aus Blech das vom strömenden Bremsfluid elastisch verformt werden kann. Die elastische Verformbarkeit dämpft Druckänderungen im zugehörigen Abströmraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulikbauteil, insbesondere ein Hydraulikaggregat eines Bremssystems, zu schaffen mit dem auf besonders kostengünstige Weise eine hohes Maß an Dämpfung von Druckpulsationen und Druckspitzen erzielt ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Hydraulikbauteil geschaffen, insbesondere eines hydraulischen Bremssystems, mit einem von Bremsfluid zu durchströmenden Leitungsabschnitt, in dem mindestens eine erste vom Bremsfluid angeströmte Reflexionsfläche angeordnet ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden Schwingungen, Druckwellen und daraus möglicherweise folgende Fehlfunktionen oder Geräusche durch mindestens eine Reflexionsfläche abgeschwächt bzw. eliminiert, welche gezielt in einem Leitungsabschnitt eines zugehörigen Hydraulikbauteils eingesetzt wird. Die Reflexionsfläche führt zu einer Reflexion von Druckwellen und schafft es mittels destruktiver Interferenz, dass sich mit der jeweils reflektierten Druckwelle Druckpulsationen aufheben. Insbesondere bildet der Bauraum zwischen zwei gegenüberliegenden Reflexionsflächen einen so genannten Lamda/4-Dämpfer. Die Länge des Bauraums ist dabei ein Viertel der Wellenlänge der zu dämpfenden Druckwelle. Mit diesem Dämpfer wird die Phasenlage eines Teils der Druckwelle um 180 ° umgedreht. Mit der erfindungsgemäß mindestens einen Reflexionsfläche werden also Interferenzen gebildet, die einer Störung durch Druckwellen entgegenwirken.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist mindestens eine zweite Reflexionsfläche vorgesehen, die sich parallel zu der ersten Reflexionsfläche erstreckt. Die beiden parallelen Reflexionsflächen ergeben einen Reflexionsraum, bei dem an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden sich Interferenzen ergeben. Darüber hinaus können weitere vorgesehene Reflexionsflächen zu der ersten Reflexionsfläche in vorbestimmten Abständen gesetzt werden, wodurch sich für heranströmende Druckwellen unterschiedliche Reflexionszeitpunkte und damit unterschiedliche Frequenzbereiche jeweiliger Interferenzen ergeben. Auf diese Weise können gezielt Frequenzbereiche angesteuert werden, welche zu einer Resonanzüberhöhung im Bremssystem führen würden.
Der erfindungsgemäß genutzte Leitungsabschnitt weist vorzugsweise eine Längserstreckung auf und die mindestens eine erste Reflexionsfläche ist quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts ausgerichtet. Die Reflexionsfläche ist damit quer zur Hauptströmungsrichtung des den Leitungsabschnitt durchströmenden Fluids gerichtet und bietet damit eine starke Impulsreflexion für dieses Fluid.
Ferner weist der Leitungsabschnitt vorteilhaft eine Quererstreckung auf und die mindestens eine erste Reflexionsfläche erstreckt sich nur über einen Teilbereich der Quererstreckung des Leitungsabschnitts. Mit der derartigen Reflexionsfläche verbleibt neben dieser ausreichend Querschnittsfläche, durch die hindurch der Leitungsabschnitt vom Bremsfluid durchströmt werden kann. Die freie Querschnittfläche wird vorzugsweise im Hinblick auf die angestrebte Reflexion im Verhältnis zum gewünschten Strömungswiderstand des strömenden Fluids bemessen.
Besonders bevorzugt ist die mindestens eine erste Reflexionsfläche in Querrichtung des Leitungsabschnitts betrachtet in dessen Zentrum angeordnet. Die derartige Reflexionsfläche führt zu einer weitgehend symmetrischen Verteilung der damit erzeugten Interferenz innerhalb des Leitungsabschnitts. Ferner ist auf diese Weise die Geometrie des erzielten Dämpfers derart definiert, dass sie auch z.B. mittels Simulation nachvollzogen werden kann.
Die mindestens eine erste Reflexionsfläche und vorzugsweise auch die mindestens eine zweite Reflexionsfläche sind vorzugsweise an einem in dem Leitungsabschnitt angeordneten Einlegeteil ausgebildet. Ein derartiges Einlegeteil kann separat vom Hydraulikbauteil in Abstimmung mit der angestrebten Interferenz mit hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. Ferner kann das Einlegeteil sehr gut an Randbedingungen und insbesondere das Pulsationsverhalten des restlichen Bremssystems angepasst werden. Das Einlegeteil ist vorzugsweise an einem den Leitungsabschnitt stirnseitig verschließenden Deckel angeordnet oder einstückig bzw. einteilig mit diesem Deckel ausgebildet. Damit ist es möglich, das Einlegeteil auf einfache Weise beim Einsetzen und Festlegen des Deckels am Leitungsabschnitt in diesem insbesondere ortsfest und dauerhaft stabil anzuordnen.
Das Einlegeteil ist vorteilhaft mit einem zentralen Stab gebildet, an dem die mindestens eine erste Reflexionsfläche und vorzugsweise auch die mindestens eine zweite Reflexionsfläche quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts ausgerichtet angeordnet sind. Der Stab ist vorteilhaft im Zentrum des Leitungsabschnitts anzuordnen und schafft eine Stütze, an der mehrere Reflexionsflächen insbesondere parallel in vorbestimmten Abständen aufeinanderfolgend angeordnet werden können.
Vorzugsweise ist ferner das Einlegeteil mit einer in den Leitungsabschnitt ortsfest eingesetzten Scheibe gebildet, an der die mindestens eine erste Reflexionsfläche quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts ausgerichtet angeordnet ist. Die Scheibe bildet ebenfalls definierte Reflexionsflächen quer zur Strömungsrichtung des den Leitungsabschnitt durchströmenden Fluids und kann dabei auf einfache und kostengünstige Weise in dem Leitungsabschnitt vorgesehen werden.
Die Scheibe ist besonders bevorzugt mit mindestens einer Durchgangsöffnung, insbesondere im Zentrum der Scheibe versehen. Die Scheibe ist dabei vorzugsweise mit einem außenliegenden Halter in dem Leitungsabschnitt befestigt, als Einzelteil in dem Leitungsabschnitt festgelegt oder als Geometrie in dem Leitungsabschnitt ausgebildet. Die Durchgangsöffnung gibt jene Querschnittfläche frei, die für das Durchströmen des Bremsfluids gewünscht wird. Um eine bezogen auf die Querschnittsfläche punktsymmetrische Form der Interferenz im Leitungsabschnitt zu erreichen, ist es von Vorteil, die Durchgangsöffnung im Zentrum des Leitungsabschnitts vorzusehen.
Besonders bevorzugt sind im Leitungsabschnitt zwei Scheiben voneinander in einem vordefinierten Abstand ortsfest eingesetzt. Mit den derartigen Scheiben werden die oben bereits genannten Vorteile von parallelen, hintereinander angeordneten Reflexionsflächen im Leitungsabschnitt auf besonders kostengünstige und materialsparende Weise erreicht.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht eines Hydraulikbauteils in Form eines Hydraulikaggregats eines Bremssystems gemäß der Erfindung,
2 den Schnitt A-A in 1 mit einem im Hydraulikaggregat angeordneten ersten Ausführungsbeispiel eines Einlegeteils mit Reflexionsflächen,
3 eine perspektivische Ansicht des Einlegeteils gemäß 2,
4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Einlegeteils,
5 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Einlegeteils,
6 eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Einlegeteils,
7 den Schnitt A-A gemäß 2 mit einem im Hydraulikaggregat angeordneten fünften Ausführungsbeispiel von Einlegeteilen und
8 den Schnitt A-A gemäß 2 mit einer Veranschaulichung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Einlegeteils mit Reflexionsfläche.
In 1 ist ein Hydraulikbauteil 10 in Form eines Hydraulikaggregat dargestellt, dessen Hydraulikblock 12 aus Aluminium hergestellt ist. In dem Hydraulikblock sind acht Bohrungen ausgebildet, von denen eine Sackbohrung 14 zur Aufnahme eines weiter nicht dargestellten Pumpenelements dient. Eine weitere Sackbohrung dient als Verbindungsleitung 16 zum Verbinden von drei dazu quer verlaufenden Leitungen 18, 20 und 22 in Form von Sackbohrungen. Die drei Leitungen 18, 20 und 22 münden ferner in eine weitere Sackbohrung, welche sich parallel zur Verbindungsleitung 16 erstreckt und einen Leitungsabschnitt 24 darstellt.
In den Leitungen 18, 20 und 22 ist bei fertig montiertem Hydraulikaggregat 10 je ein nicht dargestelltes Ventil angeordnet. Die Leitungen 18, 20 und 22 bilden Strömungsleitungen für das Hydraulikaggregat 10 durch die Bremsfluid insbesondere zu nicht dargestellten Bremsen des zugehörigen Bremssystems gefördert werden kann. Dazu befindet sich am Boden des als Sackbohrung gestalteten Leitungsabschnitts 24 eine Abströmleitung 23.
In dem Leitungsabschnitt 24 ist ein Einlegeteil 26 angeordnet, das sich mit einem zentralen Stab 28 in Längsrichtung des Leitungsabschnitts 24 erstreckt. An dem Stab 28 sind quer zur Längsrichtung in vordefinierten Abständen zu den Leitungen 18, 20 und 22 zwei Scheiben 30 und 32 angeordnet. Die Scheiben 30 und 32 sind jeweils kreisrund und im Durchmesser derart groß gestaltet, dass sie sich nahezu, aber nicht vollständig über die Quererstreckung des Leitungsabschnitts 24 erstrecken. Sie werden vom Stab 28 im Zentrum des Leitungsabschnitts 24 ortsfest gehalten.
Jede der Scheiben 30 und 32 ist an ihrer zu den Leitungen 20 bzw. 22 gewandten Seite mit einer ersten Reflexionsfläche 34 bzw. einer zweiten Reflexionsfläche 36 versehen, die sich an der Stirnseite der Scheiben ringförmig um den Stab 28 herum ergeben. Die Scheiben 30 und 32 unterteilen den Leitungsabschnitt 24 dabei in Kammern, die jeweils an ihren Enden von den Reflexionsflächen 34 bzw. 36 begrenzt sind. Wie in 8 veranschaulicht ist, ergibt sich an den derartigen Reflexionsflächen 34 bzw. 36 mit dem Herannahen einer anströmenden Druckwelle 38 eine Reflexionswelle 40. Diese beiden Wellen, Druckwelle 38 und Reflexionswelle 40, führen aufgrund von destruktiver Interferenz zu einer Verringerung der resultierenden Amplitude der Welle des an der Reflexionsfläche 34 vorbeiströmenden Bremsfluids. So strömt hinter der Resonanzfläche 34 das Bremsfluid lediglich mit einer abgeschwächten resultierenden Druckwelle 42, die zu geringeren Geräuschen und geringerer Belastung des nachgeordneten Bremssystems führt. Insbesondere eine Reflexion an einer Reflexionsfläche 34 im Abstand eines Viertels der Wellenlänge der zugehörigen Druckwelle löscht diese Druckwelle weitgehend aus. Dies gilt auch für Druckwellen mit einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz dieser Druckwelle.
Der als Sackbohrung ausgebildete Leitungsabschnitt 24 ist außenseitig mit einem stopfenförmigen Deckel 44 verschlossen, der in dem Hydraulikblock 12 eingesetzt und darin mittels einer Verstemmung ortsfest und fluiddicht festgesetzt ist. Der Stab 28 ist bei dem Ausführungsbeispielen gemäß 2, 3 und 4 mit dem Deckel 44 einteilig ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist der Stab 28 mittels eines an seinem Stirnende ausgebildeten Gewindeabschnitts 46 mit dem Deckel 44 verschraubt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist der Stab 28 an seinem zum Deckel 44 gewandten Stirnende mit einer sich quer erstreckenden Stützfläche 48 gestaltet, an der er im eingesetzten Zustand am Deckel 44 anliegt und sich daran abstützen kann.
Der Leitungsabschnitt 24 ist gestuft ausgebildet und weist dabei einen Absatz auf, der eine axial gerichtete Anlagefläche 50 für eine zweite stirnseitige, quer gerichtete Stützfläche 52 des zentralen Stabs 28 des Einlegeteils 26 gemäß 3 und 6 bildet. An der zweiten stirnseitigen Stützfläche 52 sind dabei zwei radial äußere, diametral gegenüberliegende Aussparungen 54 ausgebildet, durch die Bremsfluid axial hindurchströmen kann.
In 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikblocks 12 mit einem Leitungsabschnitt 24 veranschaulicht, bei dem das Einlegeteil 26 von zwei Scheiben 56 bzw. 58 gebildet ist. Die beiden Scheiben 56 und 58 sind quer gerichtet in den Leitungsabschnitt 24 in vordefinierten Abständen relativ zu einander und relativ zu den axialen Anordnungen der Leitungen 18, 20 und 22 eingepresst worden. Sie sind aufgrund der dabei entstehenden Presskräfte an ihrem Außenrand ortsfest in dem Leitungsabschnitt 24 angeordnet. Im Zentrum jeder der beiden Scheiben 56 bzw. 58 ist je eine Durchgangsöffnung 60 ausgebildet, durch die Bremsfluid durch die Scheiben 56 bzw. 58 hindurchströmen kann. Damit ergeben sich an den Scheiben 56 bzw. 58 jeweils ringförmige Reflexionsflächen 34 bzw. 36.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10305310 B4 [0003]
DE 19732771 A1 [0003]

Claims

Hydraulikbauteil (10), insbesondere eines hydraulischen Bremssystems, mit einem von Bremsfluid zu durchströmenden Leitungsabschnitt (24), in dem mindestens eine erste vom Bremsfluid angeströmte Reflexionsfläche (34, 36) angeordnet ist.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine zweite Reflexionsfläche (36) vorgesehen ist, die sich parallel zu der ersten Reflexionsfläche (34) erstreckt.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Leitungsabschnitt (24) eine Längserstreckung aufweist und die mindestens eine erste Reflexionsfläche (34, 36) quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts (24) ausgerichtet ist.
Hydraulikbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Leitungsabschnitt (24) eine Quererstreckung aufweist und die mindestens eine erste Reflexionsfläche (34, 36) sich nur über einen Teilbereich der Quererstreckung des Leitungsabschnitts erstreckt.
Hydraulikbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine erste Reflexionsfläche (34, 36) in Querrichtung des Leitungsabschnitts (24) betrachtet in dessen Zentrum angeordnet ist.
Hydraulikbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine erste Reflexionsfläche (34, 36) und vorzugsweise auch die mindestens eine zweite Reflexionsfläche (36) an einem in dem Leitungsabschnitt (24) angeordneten Einlegeteil (26) ausgebildet sind.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 6, bei dem das Einlegeteil (26) mit einem zentralen Stab (28) gebildet ist, an dem die mindestens eine erste Reflexionsfläche (34, 36) und vorzugsweise auch die mindestens eine zweite Reflexionsfläche (36) quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts (24) ausgerichtet angeordnet sind.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Einlegeteil (26) mit einer in den Leitungsabschnitt (24) ortsfest eingesetzten Scheibe (30, 32, 56, 58) gebildet ist, an der die mindesten eine erste Reflexionsfläche (34, 36) quer zur Längserstreckung des Leitungsabschnitts (24) ausgerichtet angeordnet ist.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 8, bei dem die Scheibe (56, 58) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (60), insbesondere im Zentrum der Scheibe (56, 58) versehen ist.
Hydraulikbauteil nach Anspruch 8 oder 9, bei dem im Leitungsabschnitt (24) zwei Scheiben (30, 32, 56, 58) voneinander in einem vordefinierten Abstand ortsfest eingesetzt sind.