DE102014221544A1

DE102014221544A1 - Hydraulisches Aggregat für eine schlupfgeregelte Bremsanlage

Info

Publication number: DE102014221544A1
Application number: DE102014221544.7A
Authority: DE
Inventors: Heinz Beck; Dieter Dinkel; Gabriele May; Rainer Farsch
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Um Druckpulsationen in einer hydraulischen Bremsanlage, die in einem Aufnahmekörper (Ventilblock) untergebracht ist, zu dämpfen, ist innerhalb des Aufnahmekörpers (20) für jeden Bremskreis eine Dämpferbohrung (25) vorgesehen mit einer inneren Stufe 30 und einer äußeren Stufe 31, wobei innerhalb der inneren Stufe 30 eine Membran 36 zur Niederdruckdämpfung und innerhalb der äußeren Stufe 31 Hohlkörper 34 zur Hochdruckdämpfung eingesetzt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Aggregat für eine schlupfgeregelte, mehrere Bremszylinder und einen Hauptzylinder aufweisende Bremsanlage
mit einem vorzugsweise blockförmigen Aufnahmekörper, der in mehreren Ventilaufnahmebohrungen Ventile aufnimmt,
mit wenigstens einer im dem Aufnahmekörper angeordneten Pumpenbohrung, die einen Pumpenkolben aufnimmt,
mit wenigstens einer im dem Aufnahmekörper angeordneten Dämpferbohrung, die Dämpfungsmittel aufnimmt,
mit hydraulischen Anschlüssen zum Anschluss von Bremsleitungen,
mit mehreren im Aufnahmekörper verlaufenden Verbindungsbohrungen, um ausgewählte Verbindungen zwischen den Ventilaufnahmebohrungen, der Pumpenbohrung, der Dämpferbohrung und den Anschlüssen herzustellen.
Eine hydraulische Schaltung für eine schlupfgeregelte Bremsbetätigung ist z. B. in der DE 44 02 734 A1 beschrieben. die Schaltungen gestatten sowohl eine Antiblockierregelung als auch eine Antischlupfregelung oder andere geregelte Bremsbetätigungen zum Eingriff in die Fahrdynamik.
Typischerweise werden bei einer Bremsanlage, die auf eine solche Schaltung aufbaut, den Radbremsen der Bremsanlage, jeweils ein Ein- und ein Auslassventil zugeordnet sowie ein Trennventil vorgesehen, das es erlaubt, den jeweiligen Bremskreis von einem Hauptbremszylinder der Bremsanlage zu trennen. Um zur Schlupfregelung den Bremsdruck in den Radbremsen zu verringern, wird das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil geöffnet, so dass Druckmittel in einen Niederdruckspeicher abfließen kann. Zu einer erneuten Erhöhung des Bremsdruckes wird das zuvor abgelassene Druckmittel über das nun wieder geöffnete Einlassventil mittels einer Pumpe in die Radbremse zurückgepumpt.
Um eine Bremsbetätigung zur Regelung der Fahrdynamik zu realisieren, die unabhängig von einer Betätigung des Hauptzylinders der hydraulischen Bremsanlage erfolgen soll, ist die Saugseite der Pumpe über ein Umschaltventil mit dem Hauptzylinder verbunden. Da dieser in unbetätigtem Zustand mit einem Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist, kann die Pumpe Druckmittel aus diesem absaugen und zu den Radbremsen leiten, wobei der Bremsdruck in der oben beschriebenen Weise durch Öffnen und Schließen der Ein- und Auslassventile geregelt wird.
Um die hydraulische Schaltung in einer kompakten Weise zu realisieren, wird der Aufnahmekörper, auch Ventilblock genannt, mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen, in der die oben genannten Ventile, Speicher und Pumpen der Bremsanlage untergebracht sind. Ein solcher Aufnahmekörper ist in der WO 2009/138339 A1 beschrieben.
Beim Schalten der Ventile entstehen Druckpulsationen im Druckmittel, die einen akustisch wahrnehmbaren Körperschall hervorrufen.
Es wurde daher schon vorgeschlagen, sowohl an der Druckseite der Pumpe als auch an der Saugseite der Pumpe Pulsationsdämpfer vorzusehen, die an der Druckseite der Pumpe als Hochdruckdämpfer und an der Saugseite der Pumpe als Niederdruckdämpfer ausgeführt sind.
Auch diese Pulsationsdämpfer werden in dem Aufnahmekörper angeordnet, wozu die Dämpferbohrungen vorgesehen sind.
Um den nötigen Platz im Aufnahmekörper zu schaffen, muss dieser vergrößert werden. Außerdem werden zusätzliche Verbindungsbohrungen benötigt.
Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, die Dämpferbohrungen derart im Aufnahmekörper anzuordnen, dass sowohl deren Platzbedarf als auch der notwendige Bohrungsaufwand zur Schaffung von Verbindungsbohrungen gering bleibt.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor,
dass die Dämpferbohrung als Stufenbohrung mit einer inneren Stufe und einer äußeren Stufe ausgebildet ist, wobei die äußere Stufe nahe einer Außenfläche des Aufnahmekörpers beginnt,
dass zwischen der inneren Stufe und der äußeren Stufe ein Trennstopfen angeordnet ist, der die beiden Stufen druckmitteldicht voneinander trennt,
dass die äußere Stufe von einem Außenstopfen druckmitteldicht verschlossen ist,
dass in die innere Stufe eine erste Verbindungsbohrung einmündet und ein Niederdruck-Dämpfungsmittel aufweist, und
dass in die äußere Stufe eine zweite Verbindungsbohrung einmündet und ein Hochdruck-Dämpfungsmittel aufweist.
In Weiterbildung des Standes der Technik werden somit zur Realisierung eines Niederdruckdämpfers und eines Hochdruckdämpfers nicht zwei getrennte Dämpferbohrungen eingesetzt, sondern eine Stufenbohrung, wobei in der inneren Stufe der Niederdruckdämpfer und in der äußeren Stufe der Hochdruckdämpfer angeordnet wird.
Um den Hochdruckdämpfer zu realisieren, ist vorgesehen, dass das Hochdruck-Dämpfungsmittel ein Paket aus gasgefüllten Hohlkörpern ist, das in der äußeren Stufe angeordnet wird. Diese Hohlkörper verändern entsprechend der Druckpulsation ihr Volumen, so dass die Spitzen der Druckpulsation reduziert werden.
Dazu muss die Außenhülle des Hohlkörpers elastisch nachgeben können. Daher ist vorgesehen, dass der Hohlkörper aus einem gewellten Blech besteht, dessen Elastizität dem Druckniveau an der Druckseite der Pumpe angepasst ist.
An der Saugseite der Pumpe herrschen geringere Drücke, so dass hier das Niederdruck-Dämpfungsmittel eine elastische Membran ist, die sich über einen Querschnitt der inneren Stufe erstreckt und die innere Stufe in zwei Abschnitte trennt. Dabei ist der Abschnitt nahe dem Trennstopfen gasgefüllt, so dass die elastische Membran entsprechend der Druckpulsationen nachgeben kann bzw. zurückgestellt wird.
Um zu einem Platz sparenden Aufbau zu gelangen, ist vorgesehen, dass der Trennstopfen auf der der inneren Stufe zugewandten Seite eine Vertiefung und die Membran eine entsprechende Ausbeulung aufweist, die in die Vertiefung weist.
Um den Bohrungsaufwand gering zu halten, ist vorgesehen, dass die Dämpferbohrung parallel und nahe zur Pumpenbohrung verläuft. Die notwendigen Verbindungsbohrungen brauchen daher nur den Abstand zwischen der Dämpferbohrung und der Pumpenbohrung überwinden.
Wie schon erwähnt, besitzt die hydraulische Bremsanlage auch ein Umschaltventil. Hierfür ist ebenfalls eine Ventilaufnahmebohrung vorgesehen, wobei diese Ventilaufnahmebohrung über eine Verbindungsbohrung mit dem Anschluss für den Hauptzylinder in Verbindung steht.
Die Erfindung sieht vor, dass diese Verbindungsbohrung in Verbindung steht mit der inneren Stufe. Dies bedeutet, dass der Niederdruckdämpfer zwischen dem Umschaltventil und dem Hauptzylinder angeordnet ist. Eine solche Position des Niederdruckdämpfers in der hydraulischen Schaltung ist möglich, da der Niederdruckdämpfer vor allem dann benötigt wird, wenn die Pumpe über das offene Umschaltventil aus dem Hauptzylinder Druckmittel ansaugt. Diese Position hat darüber hinaus den Vorteil, dass keine gesonderte Verbindungsbohrung für den Niederdruckdämpfer benötigt wird.
Im einfachsten Fall läuft die besagte Verbindungsbohrung tangential in die innere Stufe ein.
Bei hydraulischen Bremsanlagen, bei denen der Hochdruckdämpfer und der Niederdruckdämpfer relativ klein ausgelegt werden können, so dass keine tiefe Stufenbohrung benötigt wird, kann es notwendig werden, vom Boden der inneren Stufe eine Verlängerungsbohrung ausgehen zu lassen, wobei die besagte Verbindungsbohrung in die Verlängerungsbohrung einläuft.
Um den Hochdruckdämpfer in das System zu integrieren, ist vorgesehen, dass eine zum Druckanschluss der Pumpenbohrung führende Verbindungsbohrung in die äußere Stufe einmündet.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
1 den hydraulischen Schaltplan eines Bremskreises einer Bremsanlage,
2 einen Verbohrungsplan für einen Aufnahmekörper,
3 einen Querschnitt durch einen kombinierten Niederdruckdämpfer und Hochdruckdämpfer mit einer ersten Ausführung der zum Niederdruckdämpfer führenden Verbindungsbohrung,
4 eine Darstellung des kombinierten Niederdruckdämpfers und Hochdruckdämpfers nach 3, wobei der Hoch- druckdämpfer in einer Seitenansicht und der Niederdruckdämpfer im Querschnitt dargestellt ist, und
5 einen Querschnitt durch einen kombinierten Niederdruckdämpfer und Hochdruckdämpfer mit einer versetzten Lage der Verbindungsbohrung nach 3.
Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen. Diese zeigt den hydraulischen Schaltplan eines Bremskreises einer Bremsanlage, wobei am Hauptzylinderanschluss 1 ein nicht dargestellter Hauptzylinder, nämlich eine Arbeitskammer eines Tandemhauptzylinders angeschlossen ist, und an den Radbremsanschlüssen 2, 3 jeweils ebenfalls nicht dargestellte Radbremsen.
Jedem Radbremsanschluss 2, 3 ist ein elektromagnetisch betätigbares Einlassventil 4 und ein elektromagnetisch betätigbares Auslassventil 5 zugeordnet, wobei die Einlassventile 4 stromlos offen und die Auslassventile 5 stromlos geschlossen sind.
Die beiden Einlassventile 4 stehen über eine Druckleitung 6, in der sich ein Trennventil 7 befindet, mit dem Hauptzylinderanschluss 1 in Verbindung. An die Druckleitung 6 schließt die Druckseite einer Pumpe 8 unter Zwischenschaltung eines Hochdruckdämpfers 9 an.
Beide Auslassventile 5 sind an einen Niederdruckspeicher 10 angeschlossen, der wiederum über ein Druckbegrenzungsventil 11 an die Saugseite der Pumpe 8 angeschlossen ist.
Zwischen dem Hauptzylinderanschluss 1 und der Saugseite der Pumpe 8 verläuft eine Saugleitung 12, in der ein elektromagnetisch betätigbares Umschaltventil 13 angeordnet ist, das stromlos geschlossen ist. Zwischen dem Umschaltventil 13 und dem Hauptzylinderanschluss 1 ist ein Niederdruckdämpfer 14 angeordnet.
In der gezeigten Grundstellung der Bremsanlage kann durch Betätigen des Hauptzylinders ein Druck in den Radbremsen aufgebaut werden. Drohen bei einer solchen hauptzylinderbetätigten Bremsung die Räder zu blockieren, setzt ein Antiblockiermodus ein, bei dem das Trennventil 7 geschlossen wird und die Ein- und Auslassventile 4, 5 entsprechend eines Algorithmus zur Radschlupfregelung geöffnet und geschlossen werden, wobei bei einer Bremsdruckminderung Druckmittel aus den Radbremsen in den Niederdruckspeicher 10 abgelassen wird, der zum erneuten Druckaufbau mittels der Pumpe 8 in den Bremskreis zurückgefördert wird.
Bei einer nicht hauptzylinderbetätigten Bremsung, wie sie z. B. für eine Antischlupfregelung benötigt wird, wird das Trennventil 7 geschlossen und das Umschaltventil 13 geöffnet. In diesem Fall kann die Pumpe 8 aus dem hier nicht gezeigten Vorratsbehälter am Hauptzylinder Druckmittel ansaugen und in den Bremskreis pumpen, wobei der Druck in den Radbremsen wiederum durch Schalten der Einund Auslassventile 4 und 5 geregelt wird.
Die hydraulische Schaltung nach 1 ist in einem Aufnahmekörper 20 in Form eines in 2 dargestellten rechteckigen Ventilblocks untergebracht, der mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen ist. Er ist geeignet, zwei Bremskreise aufzunehmen.
An einer Stirnfläche des Aufnahmekörpers 20 befinden sich nebeneinander hydraulische Anschlüsse 21 für die Radbremsen 2, 3. Auf der gegenüberliegenden Seitenfläche befinden sich zwei Aufnahmebohrungen 22, in denen Niederdruckspeicher 10 angeordnet sind. Quer zu den Anschlüssen 21 und den Aufnahmebohrungen 22 verlaufen Pumpenbohrungen 23, die in eine zentrale Öffnung 24 münden, in der ein hier nicht dargestellter Exzenter zum Antrieb von ebenfalls nicht dargestellten Pumpenkolben innerhalb der Pumpenbohrungen 23 angeordnet wird. Parallel zu den Pumpenbohrungen sind Dämpferbohrungen 25 vorgesehen, deren Aufbau in den folgenden Figuren näher beschrieben wird.
Quer zu den Dämpferbohrungen 25 läuft eine erste Verbindungsbohrung 26, die zu einer Ventilaufnahmebohrung 27 für das Umschaltventil 13 führt sowie eine zweite Verbindungsbohrung 28, die in die Pumpenbohrung 23 mündet und dort mit dem Druckanschluss der Pumpe 8 in Verbindung steht.
In den 3, 4 und 5 ist eine der Dämpferbohrungen 25 dargestellt sowie die darin angeordneten Niederdruckdämpfer und Hochdruckdämpfer.
Wie den 3, 4 und 5 entnommen werden kann, besteht die Dämpferbohrung 25 aus einer Stufenbohrung mit einer inneren Stufe 30 und einer äußeren Stufe 31, die in die Seitenfläche des Aufnahmekörpers 20 einmündet. Die innere Stufe 30 wird mittels eines Trennstopfens 32 von der äußeren Stufe 31 getrennt. Diese wiederum wird von einem Außenstopfen 33 nach außen abgeschlossen.
In der äußeren Stufe 31 befinden sich mehrere Hohlkörper 34, die jeweils in etwa die Form einer Scheibe haben, deren Durchmesser dem Durchmesser der äußeren Stufe 31 entspricht, so dass in der Stufe mehrere Hohlkörper 34 gestapelt untergebracht werden können. Die Hohlkörper werden von gewellten Blechen 35 gebildet, die eine der zu dämpfenden Druckpulsation entsprechende Elastizität aufweisen.
Wie der 4 entnommen werden kann, mündet die zweite Verbindungsbohrung 28 in etwa radial in die äußere Stufe 31 ein.
Der Niederdruckdämpfer in der inneren Stufe 30 besteht aus einer Membran 36, deren Rand zwischen einem Kragen am Trennstopfen 32 und der Wand der inneren Stufe 30 eingeklemmt ist.
Um ein notwendiges Volumen zur Verfügung zu stellen, besitzt der Trennstopfen 32 an der der inneren Stufe 30 zugewandten Seite eine Vertiefung 37 und die Membran 36 eine entsprechende Ausbeulung 38.
In der Ausführung nach 3 bzw. 4 verläuft die erste Verbindungsbohrung 26 tangential zur inneren Stufe der Dämpferbohrung 25, wobei eine leichte Überdeckung vorliegt, so dass eine Verbindung zwischen der ersten Verbindungsbohrung 26 und der inneren Stufe 30 hergestellt ist.
Wenn die Stufenbohrung – wie in der 5 gezeigt – kürzer ausgelegt werden kann, die Verbindungsbohrung 26 aber unverändert in dem Aufnahmekörper 20 verläuft, kann eine vom Boden der inneren Stufe 30 ausgehende Verlängerungsbohrung 39 vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste

1: Hauptzylinderanschluss
2: Radbremsanschluss
3: Radbremsanschluss
4: Einlassventil
5: Auslassventil
6: Druckleitung
7: Trennventil
8: Pumpe
9: Hochdruckdämpfer
10: Niederdruckspeicher
11: Druckbegrenzungsventil
12: Saugleitung
13: Umschaltventil
14: Niederdruckdämpfer
20: Aufnahmekörper
21: Radanschlussbohrung
22: Aufnahmebohrung
23: Pumpenbohrungen
24: Hohlbereich
25: Dämpferbohrung
26: 1. Verbindungsbohrung
27: Ventilaufnahmebohrung
28: 2. Verbindungsbohrung
29
30: innere Stufe
31: äußere Stufe
32: Trennstopfen
33: Außenstopfen
34: Hohlkörper
35: Wellblech
36: Membran
37: Vertiefung
38: Ausbeulung
39: Verlängerungsbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4402734 A1 [0002]
WO 2009/138339 A1 [0005]

Claims

Hydraulisches Aggregat für eine schlupfgeregelte, mehrere Bremszylinder und einen Hauptzylinder aufweisende Bremsanlage mit einem vorzugsweise blockförmigen Aufnahmekörper (20), der in mehreren Ventilaufnahmebohrungen Ventile aufnimmt, mit wenigstens einer im dem Aufnahmekörper angeordneten Pumpenbohrung (23), die einen Pumpenkolben aufnimmt, mit wenigstens einer im dem Aufnahmekörper (20) angeordneten Dämpferbohrung (25), die Dämpfungsmittel aufnimmt, mit hydraulischen Anschlüssen (21) zum Anschluss von Bremsleitungen, mit mehreren im Aufnahmekörper (20) verlaufenden Verbindungsbohrungen (26, 28), um ausgewählte Verbindungen zwischen den Ventilaufnahmebohrungen, der Pumpenbohrung (23), der Dämpferbohrung (25) und den Anschlüssen (21) herzustellen. dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferbohrung (25) als Stufenbohrung mit einer inneren Stufe (30) und einer äußeren (31) Stufe ausgebildet ist, wobei die äußere Stufe (31) nahe einer Außenfläche des Aufnahmekörpers (20) beginnt, dass zwischen der inneren Stufe (30) und der äußeren Stufe (31) ein Trennstopfen (32) angeordnet ist, der die beiden Stufen (30, 31) druckmitteldicht voneinander trennt, dass die äußere Stufe (31) von einem Außenstopfen (31) druckmitteldicht verschlossen ist, dass in die innere Stufe (30) eine erste Verbindungsbohrung (26) einmündet und ein Niederdruck-Dämpfungsmittel aufweist, und dass in die äußere Stufe (31) eine zweite Verbindungsbohrung (28) einmündet und ein Hochdruck-Dämpfungsmittel aufweist.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruck-Dämpfungsmittel ein Paket aus gasgefüllten Hohlkörpern (34) ist, das in der äußeren Stufe (31) angeordnet ist.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhüllen der Hohlkörper (34) aus einem gewellten Blech (35) bestehen.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederdruck-Dämpfungsmittel eine elastische Membran (36) ist, die sich über einen Querschnitt der inneren Stufe (30) erstreckt und diese in zwei Abschnitte trennt.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennstopfen (32) auf der der inneren Stufe zugewandten Seite eine Vertiefung (37) und die Membran (36) eine Ausbeulung (38) aufweist, die in die Vertiefung (37) weist.
Hydraulisches Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferbohrung (25) parallel zur Pumpenbohrung (23) verläuft.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ventilaufnahmebohrungen ein elektrisches Umschaltventil (13) zum Verbinden eines zum Hauptzylinder führenden Anschlusses mit dem Sauganschluss der Pumpenbohrung (23) aufweist, und dass eine Verbindungsbohrung (26) zwischen dieser Ventilaufnahmebohrung und dem zum Hauptzylinder führenden Anschluss verläuft, wobei diese Verbindungsbohrung (26) in Verbindung steht mit der innere Stufe (30).
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Verbindungsbohrung (26) tangential in die innere Stufe (30) einläuft.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vom Boden der inneren Stufe (30) eine Verlängerungsbohrung (39) ausgeht, und dass die besagte Verbindungsbohrung (26) in die Verlängerungsbohrung (39) einläuft.
Hydraulisches Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Druckanschluss der Pumpenbohrung (23) führende Verbindungsbohrung (28) in die äußere Stufe einmündet.