DE102013221817A1 - Dämpfer zum Dämpfen von Druckschwankungen - Google Patents
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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 - 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 bis2d eine Stirnansicht auf den Dämpfer gemäß Pfeil II in1 in verschiedenen Ausführungsformen. - Ausführungsform der Erfindung
- Der in
1 gezeigte erfindungsgemäße Dämpfer1 dient zum Dämpfen von Druckschwankungen einer Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Er weist eine zylindrische oder etwas konische Hülse auf, die ein Dämpferbehältnis2 bildet. Ein Ende des Dämpferbehältnis2 ist offen, das andere weist einen Boden3 auf, ist also geschlossen. Das Dämpferbehältnis2 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 Verschlusselement5 verschlossen. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weist das Verschlusselement5 die Form eines durchmessergestuften Verschlussstopfens auf, auf den das Dämpferbehältnis2 gesteckt ist, so dass das Dämpferbehältnis2 mit dem Verschlusselement4 eine vormontierbare und wie ein Bauteil handhabbare Baugruppe bildet. Am offenen Ende ist eine Umfangswand des Dämpferbehältnis2 mit Durchtrittsöffnungen4 für Bremsflüssigkeit versehen. Das Verschlusselement5 ist als Crimpelement ausgebildet, es weist eine umlaufende Nut6 mit rundem Nutquerschnitt außerhalb des Dämpferbehältnis2 und eine Deckscheibe7 auf, die sich auf einer dem Dämpferbehältnis2 abgewandten Seite an die Nut6 anschließt. Die Deckscheibe7 ist einstückiger Bestandteil des Verschlusselements5 . Ein Durchmesser der Deckscheibe7 ist größer als ein Durchmesser des Dämpferbehältnis2 . - Der Boden
3 des Dämpferbehältnis2 ist mit einer Öffnung versehen, die eine Drossel9 bildet. Die die Drossel9 bildende Öffnung kann beispielsweise eine der in2a bis2d gezeigte oder auch eine andere Form aufweisen. In2a weist die die Drossel9 bildende Öffnung zwei einander kreuzende Schlitze8 auf, in2b weist sie drei sternförmige Schlitze8 auf, in2c die Form eines S-förmigen Schlitz8 und in2d die Form eines Kreislochs. Die einander kreuzenden Schlitze8 , die in2a die Drossel9 im Boden3 des Dämpferbehältnis2 bilden, begrenzen vier dreiecksförmige Laschen10 in ihren Innenecken, deren Grundseiten einstückig in den Boden3 des Dämpferbehältnis2 übergehen und deren beide anderen Seiten durch die Schlitze8 gebildet sind. Aufgrund einer Elastizität biegen sich die Laschen10 elastisch bei einer Druckdifferenz zwischen einem Innendruck im Dämpferbehältnis2 und einem Außendruck auf einer Außenseite des Bodens3 . Die elastische Biegung der Laschen10 hat zur Folge, dass sich eine Öffnungsfläche der Drossel9 , die von den Schlitzen8 gebildet wird, bei steigender Druckdifferenz vergrößert. In2b bilden die drei sternförmigen Schlitze9 drei ebenfalls dreiecksförmige, elastisch biegbare Laschen10 , in2c umschließt der S-förmige Schlitz8 zwei runde elastische Laschen10 . - Der Dämpfer
1 ist in eine durchmessergestufte Sackbohrung in einem Hydraulikblock11 angeordnet, von dem in1 ein den Dämpfer1 umgebendes Bruchstück gezeichnet ist. Die gestufte Sackbohrung bildet eine Aufnahme12 für den Dämpfer1 in dem Hydraulikblock11 . Der Boden3 des Dämpferbehältnis2 liegt an einer Ringstufe nahe einem Grund der Aufnahme12 an und ist dadurch axial abgestützt. Auf einem kurzen, sich anschließenden Abschnitt weist die Aufnahme12 den gleichen Durchmesser wie das Dämpferbehältnis2 auf, so dass das Dämpferbehältnis2 im Anschluss an seinen Boden3 radial in der Aufnahme12 im Hydraulikblock11 abgestützt ist. Im Anschluss daran erweitert sich die Aufnahme12 zu einem zylindrischen Abschnitt13 , der sich bis zu einer Mündung14 der Aufnahme12 erstreckt. An der Mündung14 weist die Aufnahme12 eine flache Ansenkung mit größerem Durchmesser als im zylindrischen Abschnitt13 auf. Der Durchmesser der Deckscheibe7 des Verschlusselements5 ist größer als der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts13 der Aufnahme12 , so dass die Deckscheibe7 beim Einpressen in ein offenes Ende der Aufnahme12 Werkstoff des Hydraulikblocks11 plastisch um- und in die umlaufende Nut6 des Verschlusselements5 hineinverformt. Das Verschlusselement5 , das wie bereits gesagt als Crimpelement ausgebildet ist, ist durch die Umformung von Werkstoff des Hydraulikblocks11 in die Nut6 des Verschlusselements5 hinein druckfest in der Mündung der Aufnahme12 gehalten, es hält das Dämpferbehältnis2 in der Aufnahme12 im Hydraulikblock11 und verschließt die Aufnahme12 druckdicht. - Axial in Höhe der Durchtrittsöffnungen
4 mündet eine Bohrung15 im Hydraulikblock11 radial in die Aufnahme12 . Die Bohrung15 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 Bohrung15 strömt mit der Kolbenpumpe geförderte Bremsflüssigkeit durch die Durchtrittsöffnungen4 in das Dämpferbehältnis2 , dessen Innenraum ein Dämpfungsvolumen16 bildet. - Am Grund der Aufnahme
12 außerhalb des Dämpferbehältnis2 kreuzt eine Bohrung17 im Hydraulikblock11 die Aufnahme12 . Die Bohrung17 verbindet den Dämpfer1 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 Dämpferbehältnis2 strömt durch die Drossel9 aus. Hydraulisch bzw. in Strömungsrichtung ist die Drossel9 dem Dämpfer1 nachgeschaltet. Der Dämpfer1 mit der nachgeschalteten Drossel9 dämpft Druckschwankungen von Bremsflüssigkeit, die durch den Dämpfer1 strömt. Solche Druckschwankungen erzeugt die nicht dargestellte Kolbenpumpe, die die Bremsflüssigkeit in und durch den Dämpfer1 fördert, aufgrund ihres Konstruktionsprinzips, das einen pulsierenden Bremsflüssigkeitsstrom erzeugt. - Ist eine Druckdifferenz zwischen einem im Dämpfungsvolumen
16 im Dämpferbehältnis2 herrschenden Innendruck und einem auf einer Außenseite des Bodens3 herrschenden Außendruck klein, ist eine Öffnungsfläche der Drossel9 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 Dämfperbehältnis2 von beispielsweise über ungefähr 20 bar biegt die Laschen10 elastisch, so dass sich die Öffnungsfläche der Drossel9 vergrößert und ein Strömungswiderstand der Drossel9 und ein Druckverlust an der Drossel9 verkleinert. Die Öffnungsfläche der Drossel9 vergrößert sich degressiv mit steigender Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck, eine Drosselkennlinie lässt sich durch die Form der Schlitze8 , die die Drossel9 bilden, einstellen. Die2a bis2d zeigen Drosseln9 mit verschiedener Form und infolge dessen unterschiedlichen Drosselkennlinien. - Der Hydraulikblock
11 ist ein quaderförmiges, flaches Bauteil aus einer Aluminiumlegierung, der ausser der Aufnahem12 für den Dämpfer1 weitere Aufnahmen für Magnetventile, Hydrospeicher, die Kolbenpumpen und einen Exzenter zum Antrieb der Kolbenpumpen aufweist, die durch Bohrungen wie die Bohrungen15 ,17 hydraulisch miteinander verschaltet sind. Bestückt mit dem Dämpfer1 , den Magnetventilen, Hydrospeichern, Kolbenpumpen und einem an einer Flachseite des Hydraulikblocks11 angebrachten, nicht dargestellten Elektromotor als Pumpenmotor zum Antrieb der Kolbenpumpen, bildet der Hydraulikblock11 ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. - Das Verschlusselement
5 weist eine mit einer Strichlinie gezeichnete zylindrische Höhlung auf, die zum Dämpferbehältnis2 offen ist. Die Höhlung18 kann mit einer Membran verschlossen sein, die ein Gasvolumen in der Höhlung18 einschließt, das Druckschwankungen der Bremsflüssigkeit im Dämpferbehältnis2 zusätzlich dämpft. Es kann auch ein Dämpferkörper aus einem Elastomer und/oder einem porösen Material in der Höhlung18 angeordnet sein, der Druckschwankungen der Bremsflüssigkeit im Dämpferbehältnis2 dämpft (nicht dargestellt). Die Höhlung18 mit dem Gasvolumen oder der Dämpferkörper können als Dämpferelement aufgefasst werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 19501760 A1 [0002]
- WO 97/12790 [0003]
Claims (10)
- 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.
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