DE102013221817A1

DE102013221817A1 - Dämpfer zum Dämpfen von Druckschwankungen

Info

Publication number: DE102013221817A1
Application number: DE201310221817
Authority: DE
Inventors: Juergen Tandler; Andreas Weh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-04-30
Also published as: BR102014026764A2; CN104554217B; CN104554217A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer (1) zur Dämpfung von Druckschwankungen in Bremsflüssigkeit einer schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Erfindung schlägt vor, den Dämpfer (1) mit einer Hülse als Dämpferbehältnis (2) auszubilden, deren Boden (3) mit einem oder mehreren Schlitzen (8) versehen ist, die eine Drossel (9) am Auslass des Dämpfers (1) bilden. Ein Verschlusselement (5) verschließt das Dämpferbehältnis (2) und ist als Crimpelement ausgebildet, das eine Aufnahme (12) für den Dämpfer (1) in einem Hydraulikblock (11) der Schlupfregelung druckdicht verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer zum Dämpfen von Druckschwankungen einer Flüssigkeit im Allgemeinen und einer Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage im Besonderen. Der Dämpfer ist insbesondere für eine hydraulische, schlupfgeregelte- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Solche Bremsanlagen weisen eine Hydropumpe zum Fördern von Bremsflüssigkeit und zu einem Druckaufbau in der Bremsflüssigkeit auf. Vielfach wird eine Kolbenpumpe als Hydropumpe verwendet, die pulsierend fördert und dadurch Druckschwankungen in der Fahrzeugbremsanlage erzeugt. Auch Magnetventile, die zu einer Schlupf- oder sonstigen Bremsregelung schalten verursachen Druckschwankungen in der Fahrzeugbremsanlage.
Stand der Technik
Beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 195 01 760 A1 offenbart eine schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit in jedem Bremskreis einer Kolbenpumpe als Hydropumpe und diversen Magnetventilen zu einer radindividuellen Regelung von Radbremsdrücken in Radbremsen und damit zu einer radindividuellen Regelung von Radbremskräften. Der Kolbenpumpe hydraulisch nachgeschaltet, d.h. an einem Pumpenauslass bzw. einer Druckseite der Kolbenpumpe weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage eine Dämpferkammer und ihr hydraulisch nachgeschaltet eine Drossel auf, die Druckschwankungen in Bremsflüssigkeit, die mit der Kolbenpumpe gefördert wird, dämpfen.
Die internationale Patentanmeldung WO 97/12 790 offenbart eine Dämpferkammer in einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Dämpferkammer ist als durchmessergestufte längliche Bohrung in einem Hydraulikblock ausgeführt, in die an einem Ende spitzwinklig eine Bohrung mündet, die einen Auslass bzw. eine Druckseite einer Kolbenpumpe als Hydropumpe der Schlupfregelung der Fahrzeugbremsanlage mit der die Dämpferkammer bildenden durchmessergestuften Bohrung verbindet. Eine Durchmesserstufung der die Dämpferkammer bildenden Bohrung ist nicht axial, sondern parallel versetzt, so dass eine Mantellinie an einer Stelle eines Umfangs der Bohrung fluchtend über die Durchmesserstufe hinweg geht. An einer weiteren Durchmesserstufe, die einen durchmesserkleineren Abschnitt der Bohrung axial verlängert, ist eine zylindrische Hülse mit einem Mittelloch in einem Boden eingepresst, das eine Drossel am Auslass aus der Dämpferkammer bildet.
Der Hydraulikblock ist ein üblicherweise quaderförmiges, flaches und massives Bauteil beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, in dem Bohrungen, vielfach gestufte Bohrungen als Aufnahmen für die Magnetventile, Pumpenelemente, die erläuterte Dämpferkammer, Hydrospeicher und zum Anschluss von Bremsleitungen von einem Hauptbremszylinder und zu Radbremsen angebracht sind. Die Bohrungen sind durch weitere Bohrungen im Hydraulikblock verbunden, d.h. hydraulisch miteinander verschaltet. Ist der Hydraulikblock mit den Magnetventilen, der Hydropumpe, einem Elektromotor mit Exzenter als Pumpenmotor, und den Dämpferkammern und Hydrospeichern bestückt, kann er als Hydraulikaggregat für die Schlupfregelung der Fahrzeugbremsanlage aufgefasst werden.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Dämpfer zum Dämpfen von Druckschwankungen einer Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsahnlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein Dämpferbehältnis auf, dessen Innenraum oder eventuell ein ihn umgebendes Volumen ein Dämpfungsvolumen bildet. Im Betrieb enthält das Dämpferbehältnis Bremsflüssigkeit oder allgemein Flüssigkeit, deren Druckschwankungen gedämpft werden sollen.
Das Dämpferbehältnis des erfindungsgemäßen Dämpfers weist eine Öffnung auf, die eine Drossel bildet, die durch die Öffnung strömende Bremsflüssigkeit drosselt. Das Dämpfungsvolumen und die Drossel sind hydraulisch in Serie geschaltet und dämpfen Druckschwankungen durchströmender Bremsflüssigkeit.
Die Erfindung ermöglicht einen preisgünstigen Dämpfer mit einem Dämpferbehältnis, das mit einer Drossel kombiniert ist. Der Dämpfer ist durch Einbringen in eine Aufnahme in beispielsweise einem Hydraulikblock einfach montierbar.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Anspruchs 2 sieht eine Öffnungsfläche der Drossel vor, deren Größe abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem Innendruck im Dämpferbehältnis und einem das Dämpferbehältnis von außen beaufschlagenden Außendruck ist. Die Öffnungsfläche der Drossel ist die Fläche, die von Bremsflüssigkeit beim Durchströmen der Drossel durchströmt wird. Die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck verformt das Dämpferbehältnis und die Drossel elastisch, wodurch sich die Öffnungsfläche der Drossel ändert. Die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck des Dämpferbehältnis ist abhängig von einem Durchfluss, fördert eine Hydropumpe einen großen Volumenstrom durch das Dämpferbehältnis, ist die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck wegen der Drosselwirkung der Drossel groß. Die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck ist auch abhängig von einem Druck am Auslass des Dämpfers, d.h. von einem mit einem Hauptbremszylinder erzeugten Bremsdruck in der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Ist die Druckdifferenz klein, ist die Drosselwirkung groß, was einen Komfort verbessert und einer Geräuschbildung entgegenwirkt. Bei hoher Druckdifferenz ist ein Durchflusswiderstand durch die Drossel und damit ein Druckverlust geringer.
Anspruch 3 sieht eine nicht lineare Drosselkennlinie vor, insbesondere vergrößert sich die Öffnungsfläche der Drossel degressiv mit steigender Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck des Dämpferbehältnis.
Eine gewünschte Nichtlinearität lässt sich durch die Form der die Drossel bildenden Öffnung des Dämpferbehältnis erreichen, Anspruch 4 sieht eine schlitz-, kreuz-, stern-, S- oder lochförmige Öffnung als Drossel vor. Andere Formen der Öffnung oder mehrere Öffnungen, die die Drossel bilden, sind möglich.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Druckbehältnis in Form einer Hülse mit einem Boden vor, der die Öffnung aufweist, die die Drossel bildet. Die Hülse kann beispielsweise zylindrisch oder kegelstumpfförmig sein, wobei andere Formen ebenfalls möglich sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine einfache und preisgünstige Herstellung des Dämpfers mit dem Dämpferbehältnis und der Drossel in einem Stück.
Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 sieht ein Verschlusselement für ein offenes Ende der das Dämpferbehältnis bildenden Hülse vor, wobei das Verschlusselement vorzugsweise mit der Hülse verbunden ist bzw. wird, so dass die beiden Teile gemeinsam als Baugruppe wie ein Bauteil handhabbar sind. Das Verschlusselement dient auch zu einem druckdichten Verschließen einer Mündung einer Aufnahme für den Dämpfer in beispielsweise einem Hydraulikblock einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Hydraulikblock für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, der eine Aufnahme aufweist, in der ein Dämpfer der vorstehend erläuterten Art angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Achsschnitt eines erfindungsgemäßen Dämpfers; und
2a bis 2d eine Stirnansicht auf den Dämpfer gemäß Pfeil II in 1 in verschiedenen Ausführungsformen.
Ausführungsform der Erfindung
Der in 1 gezeigte erfindungsgemäße Dämpfer 1 dient zum Dämpfen von Druckschwankungen einer Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Er weist eine zylindrische oder etwas konische Hülse auf, die ein Dämpferbehältnis 2 bildet. Ein Ende des Dämpferbehältnis 2 ist offen, das andere weist einen Boden 3 auf, ist also geschlossen. Das Dämpferbehältnis 2 ist aus Blech tiefgezogen, eine andere Herstellung aus einem anderen Material, beispielsweise ein Spritzgießen aus Kunststoff, ist ebenfalls möglich.
Das offene Ende der das Dämpferbehältnis 2 bildenden Hülse ist mit einem Verschlusselement 5 verschlossen. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weist das Verschlusselement 5 die Form eines durchmessergestuften Verschlussstopfens auf, auf den das Dämpferbehältnis 2 gesteckt ist, so dass das Dämpferbehältnis 2 mit dem Verschlusselement 4 eine vormontierbare und wie ein Bauteil handhabbare Baugruppe bildet. Am offenen Ende ist eine Umfangswand des Dämpferbehältnis 2 mit Durchtrittsöffnungen 4 für Bremsflüssigkeit versehen. Das Verschlusselement 5 ist als Crimpelement ausgebildet, es weist eine umlaufende Nut 6 mit rundem Nutquerschnitt außerhalb des Dämpferbehältnis 2 und eine Deckscheibe 7 auf, die sich auf einer dem Dämpferbehältnis 2 abgewandten Seite an die Nut 6 anschließt. Die Deckscheibe 7 ist einstückiger Bestandteil des Verschlusselements 5. Ein Durchmesser der Deckscheibe 7 ist größer als ein Durchmesser des Dämpferbehältnis 2.
Der Boden 3 des Dämpferbehältnis 2 ist mit einer Öffnung versehen, die eine Drossel 9 bildet. Die die Drossel 9 bildende Öffnung kann beispielsweise eine der in 2a bis 2d gezeigte oder auch eine andere Form aufweisen. In 2a weist die die Drossel 9 bildende Öffnung zwei einander kreuzende Schlitze 8 auf, in 2b weist sie drei sternförmige Schlitze 8 auf, in 2c die Form eines S-förmigen Schlitz 8 und in 2d die Form eines Kreislochs. Die einander kreuzenden Schlitze 8, die in 2a die Drossel 9 im Boden 3 des Dämpferbehältnis 2 bilden, begrenzen vier dreiecksförmige Laschen 10 in ihren Innenecken, deren Grundseiten einstückig in den Boden 3 des Dämpferbehältnis 2 übergehen und deren beide anderen Seiten durch die Schlitze 8 gebildet sind. Aufgrund einer Elastizität biegen sich die Laschen 10 elastisch bei einer Druckdifferenz zwischen einem Innendruck im Dämpferbehältnis 2 und einem Außendruck auf einer Außenseite des Bodens 3. Die elastische Biegung der Laschen 10 hat zur Folge, dass sich eine Öffnungsfläche der Drossel 9, die von den Schlitzen 8 gebildet wird, bei steigender Druckdifferenz vergrößert. In 2b bilden die drei sternförmigen Schlitze 9 drei ebenfalls dreiecksförmige, elastisch biegbare Laschen 10, in 2c umschließt der S-förmige Schlitz 8 zwei runde elastische Laschen 10.
Der Dämpfer 1 ist in eine durchmessergestufte Sackbohrung in einem Hydraulikblock 11 angeordnet, von dem in 1 ein den Dämpfer 1 umgebendes Bruchstück gezeichnet ist. Die gestufte Sackbohrung bildet eine Aufnahme 12 für den Dämpfer 1 in dem Hydraulikblock 11. Der Boden 3 des Dämpferbehältnis 2 liegt an einer Ringstufe nahe einem Grund der Aufnahme 12 an und ist dadurch axial abgestützt. Auf einem kurzen, sich anschließenden Abschnitt weist die Aufnahme 12 den gleichen Durchmesser wie das Dämpferbehältnis 2 auf, so dass das Dämpferbehältnis 2 im Anschluss an seinen Boden 3 radial in der Aufnahme 12 im Hydraulikblock 11 abgestützt ist. Im Anschluss daran erweitert sich die Aufnahme 12 zu einem zylindrischen Abschnitt 13, der sich bis zu einer Mündung 14 der Aufnahme 12 erstreckt. An der Mündung 14 weist die Aufnahme 12 eine flache Ansenkung mit größerem Durchmesser als im zylindrischen Abschnitt 13 auf. Der Durchmesser der Deckscheibe 7 des Verschlusselements 5 ist größer als der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 13 der Aufnahme 12, so dass die Deckscheibe 7 beim Einpressen in ein offenes Ende der Aufnahme 12 Werkstoff des Hydraulikblocks 11 plastisch um- und in die umlaufende Nut 6 des Verschlusselements 5 hineinverformt. Das Verschlusselement 5, das wie bereits gesagt als Crimpelement ausgebildet ist, ist durch die Umformung von Werkstoff des Hydraulikblocks 11 in die Nut 6 des Verschlusselements 5 hinein druckfest in der Mündung der Aufnahme 12 gehalten, es hält das Dämpferbehältnis 2 in der Aufnahme 12 im Hydraulikblock 11 und verschließt die Aufnahme 12 druckdicht.
Axial in Höhe der Durchtrittsöffnungen 4 mündet eine Bohrung 15 im Hydraulikblock 11 radial in die Aufnahme 12. Die Bohrung 15 kommuniziert mit einem Auslass bzw. einer Druckseite einer nicht dargestellten Kolbenpumpe, die eine Hydropumpe einer Schlupfregelung einer der nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage bildet. Durch die Bohrung 15 strömt mit der Kolbenpumpe geförderte Bremsflüssigkeit durch die Durchtrittsöffnungen 4 in das Dämpferbehältnis 2, dessen Innenraum ein Dämpfungsvolumen 16 bildet.
Am Grund der Aufnahme 12 außerhalb des Dämpferbehältnis 2 kreuzt eine Bohrung 17 im Hydraulikblock 11 die Aufnahme 12. Die Bohrung 17 verbindet den Dämpfer 1 mit einem Trennventil und mit einem oder mehreren Bremsdruckaufbauventilen der Schlupfregelung. Diese nicht dargestellten Ventile sind Magnetventile und Bauelemente der Schlupfregelung der nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Bremsflüssigkeit aus dem Dämpferbehältnis 2 strömt durch die Drossel 9 aus. Hydraulisch bzw. in Strömungsrichtung ist die Drossel 9 dem Dämpfer 1 nachgeschaltet. Der Dämpfer 1 mit der nachgeschalteten Drossel 9 dämpft Druckschwankungen von Bremsflüssigkeit, die durch den Dämpfer 1 strömt. Solche Druckschwankungen erzeugt die nicht dargestellte Kolbenpumpe, die die Bremsflüssigkeit in und durch den Dämpfer 1 fördert, aufgrund ihres Konstruktionsprinzips, das einen pulsierenden Bremsflüssigkeitsstrom erzeugt.
Ist eine Druckdifferenz zwischen einem im Dämpfungsvolumen 16 im Dämpferbehältnis 2 herrschenden Innendruck und einem auf einer Außenseite des Bodens 3 herrschenden Außendruck klein, ist eine Öffnungsfläche der Drossel 9 klein und eine Drosselwirkung dementsprechend stark und eine Dämpfung von Druckschwankungen groß. Das sorgt für einen Komfortgewinn beispielsweise bei einer automatischen Bremsung, bei der ein Bremsdruck mit der nicht dargestellten Kolbenpumpe ohne Betätigung eines Hauptbremszylinders erzeugt wird. Die hohe Dämpfung wirkt einer Geräuscherzeugung entgegen. Eine hohe Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck des Dämfperbehältnis 2 von beispielsweise über ungefähr 20 bar biegt die Laschen 10 elastisch, so dass sich die Öffnungsfläche der Drossel 9 vergrößert und ein Strömungswiderstand der Drossel 9 und ein Druckverlust an der Drossel 9 verkleinert. Die Öffnungsfläche der Drossel 9 vergrößert sich degressiv mit steigender Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck, eine Drosselkennlinie lässt sich durch die Form der Schlitze 8, die die Drossel 9 bilden, einstellen. Die 2a bis 2d zeigen Drosseln 9 mit verschiedener Form und infolge dessen unterschiedlichen Drosselkennlinien.
Der Hydraulikblock 11 ist ein quaderförmiges, flaches Bauteil aus einer Aluminiumlegierung, der ausser der Aufnahem 12 für den Dämpfer 1 weitere Aufnahmen für Magnetventile, Hydrospeicher, die Kolbenpumpen und einen Exzenter zum Antrieb der Kolbenpumpen aufweist, die durch Bohrungen wie die Bohrungen 15, 17 hydraulisch miteinander verschaltet sind. Bestückt mit dem Dämpfer 1, den Magnetventilen, Hydrospeichern, Kolbenpumpen und einem an einer Flachseite des Hydraulikblocks 11 angebrachten, nicht dargestellten Elektromotor als Pumpenmotor zum Antrieb der Kolbenpumpen, bildet der Hydraulikblock 11 ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage.
Das Verschlusselement 5 weist eine mit einer Strichlinie gezeichnete zylindrische Höhlung auf, die zum Dämpferbehältnis 2 offen ist. Die Höhlung 18 kann mit einer Membran verschlossen sein, die ein Gasvolumen in der Höhlung 18 einschließt, das Druckschwankungen der Bremsflüssigkeit im Dämpferbehältnis 2 zusätzlich dämpft. Es kann auch ein Dämpferkörper aus einem Elastomer und/oder einem porösen Material in der Höhlung 18 angeordnet sein, der Druckschwankungen der Bremsflüssigkeit im Dämpferbehältnis 2 dämpft (nicht dargestellt). Die Höhlung 18 mit dem Gasvolumen oder der Dämpferkörper können als Dämpferelement aufgefasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19501760 A1 [0002]
WO 97/12790 [0003]

Claims

Dämpfer zum Dämpfen von Druckschwankungen einer Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit einem Dämpferbehältnis (2), das ein Dämpfungsvolumen (16) und eine Öffnung aufweist, die eine Drossel (9) bildet, die einen durchströmenden Bremsflüssigkeitsstrom drosselt.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Öffnungsfläche der Drossel (9) durch elastische Verformung des Dämpferbehältnis (2) bei einer Änderung einer Druckdifferenz zwischen einem Innendruck und einem Außendruck des Dämpferbehältnis (2) ändert.
Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungsfläche der Drossel (9) nichtlinear mit der Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck des Dämpferbehältnis (2) ändert.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Drossel (9) bildende Öffnung schlitz-, kreuzschlitz-, stern-, S- oder lochförmig ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (9) einen Auslass aus dem Dämpferbehältnis (2) bildet.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferbehältnis (2) die Form einer Hülse mit einem Boden (3) aufweist, der die die Drossel (9) bildende Öffnung aufweist.
Dämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mindestens eine Durchtrittsöffnung (4) in einer Umfangswand an oder nahe eines offenen Endes der Hülse aufweist.
Dämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (1) ein Verschlusselement (5) an einem offenen Ende der Hülse aufweist.
Dämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) ein Crimpelement ist.
Dämpfer nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (1) ein Dämpferelement aufweist.