DE102014226005A1

DE102014226005A1 - Druckänderungsdämpfer für eine bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage und bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem solchen Druckänderungsdämpfer

Info

Publication number: DE102014226005A1
Application number: DE102014226005.1A
Authority: DE
Inventors: Harald Speer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-06-16
Also published as: US20160176387A1; US9855938B2; CN105697616A; CN105697616B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckänderungsdämpfer (11) für eine Druckseite einer Hydropumpe einer bremskraftgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Erfindung schlägt vor, den Druckänderungsdämpfer (1) mit einer Ventilbaugruppe (9) zu versehen, die ein rohrförmiges Ventilgehäuse (10) aufweist, das einen Wulst (7) eines Dämpferelements (3) zwischen sich und einem Dämpfergehäuse (2) festlegt. In das Ventilgehäuse (10) ist ein rohrförmiges Ventilsitzteil (13) eingepresst, das wie das Ventilgehäuse (10) durch Umformen hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckänderungsdämpfer für eine bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine bremskraftgeregelte, hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem solchen Druckänderungsdämpfer gemäß Anspruch 7.
Bremskraftgeregelt bedeutet, dass Radbremsdrücke in Radbremsen und damit Bremskräfte der Radbremsen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorzugsweise radindividuell regelbar sind beispielsweise zu einer Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf-, und/oder Fahrdynamikregelung, die umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelung bezeichnet wird, einer automatischen Bremsung oder automatischen Abstandsregelung, für die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDR, ESP, ACC gebräuchlich sind. Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend. Solche Bremskraftregelungen sind grundsätzlich bekannt und es soll hier näher auf sie eingegangen werde.
Bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlagen weisen normalerweise eine Hydropumpe, meistens in jedem Bremskreis eine Hydropumpe auf, die auch als Rückförderpumpe bezeichnet wird und die oftmals eine Kolbenpumpe ist. Kolbenpumpen verursachen aufgrund ihrer oszillierenden Förderweisen Druckschwingungen in einer Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Magnetventile zu einer Radbremsdruckregelung verursachen beim Schalten Druckstöße in der Bremsflüssigkeit. Zur Dämpfung solcher Druckänderungen in der Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage sind Druckänderungsdämpfer bekannt, die eine Geräuscherzeugung ebenso verringern sollen wie eine Rückwirkung auf einen Hauptbremszylinder.
Stand der Technik
Die internationale Patentanmeldung WO 2011/028 376 A2 offenbart eine bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Tandem- bzw. Zweikreis-Hauptbremszylinder, an den zwei Bremskreise angeschlossen sind. Zur Bremskraftregelung weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage Magnetventile, Rückschlagventile und in jedem Bremskreis einen Hochdruckspeicher, eine Kolbenpumpe und einen Druckänderungsdämpfer, der an einen Pumpenauslass der Kolbenpumpe, d. h. an eine Druckseite der Kolbenpumpe, angeschlossen ist, auf. In einer Ausführungsform weist der bekannte Druckänderungsdämpfer ein domförmiges, starres Dämpfergehäuse auf, in dem ein schlauchförmiges Dämpferelement aus einem Elastomer angeordnet ist. Domförmig bedeutet eine an einem Ende geschlossene und an einem gegenüberliegenden Ende offene Rohrform. Das Dämpferelement weist ebenfalls ein geschlossenes Ende auf, das im geschlossenen Ende des Dämpfergehäuses angeordnet ist. Ein offenes Ende des Dämpferelements ist an bzw. in dem offenen Ende des Dämpfergehäuses angeordnet. Der Druckänderungsdämpfer ist in einer Aufnahmebohrung in einem Hydraulikblock einer Bremskraftregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage angeordnet, wobei die geschlossenen Enden des Dämpfergehäuses und des Dämpferelements einem Grund der Aufnahmebohrung zugewandt sind. In eine Mündung der Aufnahmebohrung im Hydraulikblock ist ein stopfenförmiger Halter eingepresst, der die Aufnahmebohrung druck- und fluiddicht verschließt und der einen nach außen stehenden Rand am offenen Ende des Dämpferelements zwischen einem Flansch am offenen Ende des Dämpfergehäuses und einer Ringstufe des Halters festlegt. Der stopfenförmige Halter ist in sog. Self-Clinch-Technik in der Mündung der Aufnahmebohrung im Hydraulikblock befestigt. Mit Self-Clinch ist eine umlaufende Verstemmung gemeint, bei der sich beim Einpressen des Halters Material des Hydraulikblocks in eine umlaufende Nut des Halters plastisch hineinverformt und fluid- und druckdicht zwischen der Aufnahmebohrung und dem Halter abdichtet. Zum Verformen weist der Halter eine Ringschulter mit einem größeren Durchmesser als der Halter im Übrigen auf, die sich in einer Einpressrichtung hinter der umlaufenden Nut befindet.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Druckänderungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist für eine bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Er weist ein rohrförmiges Dämpfergehäuse auf, in dem ein elastisch verformbares, schlauchförmiges Dämpferelement angeordnet ist. Rohrförmig bedeutet nicht zwingend zylindrisch sondern kann beispielsweise auch mehrkantig und/oder sich verjüngend und/oder aufweitend sein. Insbesondere ist das Dämpfergehäuse domförmig, womit eine einseitig geschlossene Rohrform gemeint ist, wobei ein geschlossenes Ende beispielsweise eben oder kuppelförmig sein kann. Das schlauchförmige Dämpferelement ist ebenfalls vorzugsweise an einem Ende geschlossen und besteht insbesondere aus einem Elastomer wie EPDM.
Erfindungsgemäß weist der Druckänderungsdämpfer eine Ventilbaugruppe mit einem rohrförmigen Ventilgehäuse und einem ebenfalls rohrförmigen Ventilsitzteil auf, das einen Ventilsitz aufweist und das in das Ventilgehäuse eingepresst ist. Das Ventilgehäuse ist an dem offenen Ende des Dämpfergehäuses angeordnet, beispielsweise sind das Dämpfergehäuse und das Ventilgehäuse zusammengesteckt oder zusammengepresst. Im Ventilgehäuse ist ein Ventil angeordnet, beispielsweise ein Ein- oder Auslassventil, das eine Zu- oder Abströmung zum oder vom Druckänderungsdämpfer steuert. Das Ventil ist beispielsweise ein Rückschlagventil oder ein Durchflußregelventil.
Die Erfindung hat den Vorteil einer einfachen und preisgünstigen Herstellbarkeit.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Besonders bevorzugt ist die Herstellung des Ventilgehäuses und/oder des Ventilsitzteils durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, gemäß Anspruch 4 wegen der preisgünstigen und schnellen Herstellbarkeit im Vergleich mit einer kostenintensiven spanenden Herstellung eins Ventilgehäuses mit einem Ventilsitz.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Druckänderungsdämpfer der erläuterten Art gemäß Anspruch 7, wobei der Druckänderungsdämpfer insbesondere an einen Pumpenauslass, d. h. eine Druckseite einer Hydropumpe einer Bremskraftregelung der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage angeschlossen ist. Solche Hydropumpen sind wie eingangs beschrieben oftmals Kolbenpumpen, die aufgrund einer oszillierenden Förderweise Druckschwingungen erzeugen, die der erfindungsgemäße Druckänderungsdämpfer dämpft.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Die einzige Figur zeigt einen Achsschnitt eines erfindungsgemäßen Druckänderungsdämpfers.
Ausführungsform der Erfindung
Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Druckänderungsdämpfer 1 weist ein rohrförmiges Dämpfergehäuse 2 mit einem offenen und einem geschlossenen Ende auf, was auch als domförmig aufgefasst werden kann. In dem Dämpfergehäuse 2 ist ein schlauchförmiges Dämpferelement 3 angeordnet, das ebenfalls ein offenes und ein geschlossenes Ende aufweist. Das Dämpferelement 3 besteht aus einem elastischen Werkstoff, in der Ausführungsform aus einem Elastomer, der geschäumt sein kann. Es ist elastisch verformbar und kann auch kompressibel, d. h. elastisch volumen- bzw. wanddickenveränderlich sein. Das Dämpferelement 3 weist eine nahezu zylindrische, sich schwach verjüngende Höhlung 4 auf, die sich vom offenen Ende über etwa 2/3 seiner Länge erstreckt. In Längsrichtung ungefähr auf Höhe eines Endes der Höhlung 4 verjüngt sich das Dämpferelement 3 an seinem geschlossenen Ende außen kegelstumpfförmig mit einer umlaufenden Wellung 5. Ein Außendurchmesser des Dämpferelements 3 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Dämpfergehäuses 2, so dass das Dämpferelement 3 im Dämpfergehäuse 2 von einem Zwischenraum 6 umschlossen ist. Am offenen Ende weist das Dämpferelement 3 einen umlaufenden, schräg nach außen abstehenden Wulst 7 mit etwa kreisförmigem Ringquerschnitt auf. Eine Wanddicke des Dämpferelements 3 ist an einem Übergang 8 vom Wulst 7 in einen schlauchförmigen Teil am offenen Ende des Dämpferelements 3 am dünnsten.
Das Dämpferelement 1 weist eine Ventilbaugruppe 9 auf, die axial am offenen Ende des Dämpfergehäuses 2 angeordnet ist. Die Ventilbaugruppe 9 weist ein rohrförmiges Ventilgehäuse 10 mit einem kleineren Durchmesser als das Dämpfergehäuse 2 auf. An einem dämpfergehäuseseitigen Ende weist das Ventilgehäuse 10 eine Durchmessererweiterung als Aufnahme 11 für das offene Ende des Dämpfergehäuses 2 auf. Die Aufnahme 11 hat die Form eines rohrförmigen Kragens, in den das offene Ende des Dämpfergehäuses 2 gesteckt oder gepresst ist. Ein Übergang von dem rohrförmigen Kragen 11 in einen rohrförmigen und durchmesserkleineren Teil des Ventilgehäuses 10 weist die Form einer umlaufenden Rinne 12 auf. Der die Aufnahme 11 für das offene Ende des Dämpfergehäuses 2 bildende Kragen und die umlaufende Rinne 12 des im Übrigen rohrförmigen Ventilgehäuses 9 sind durch Umformen hergestellt, beispielsweise durch Tiefziehen, wobei in der Ausführungsform das Ventilgehäuse 10 insgesamt durch Umformen, insbesondere Tiefziehen hergestellt ist. Zusammen mit dem offenen Ende des Dämpfergehäuses 2 bildet die Aufnahme 11, die die Form eines rohrförmigen Kragens aufweist, und die sich anschließende umlaufende Rinne 12 des Ventilgehäuses 10 eine umlaufende Nut, in der der Wulst 7 am offenen Ende des Dämpferelements 3 einliegt. Die Nut verkleinert ihren Querschnitt in Richtung einer nach innen gerichteten Nutöffnung (bei 8), die eine engste Stelle bildet, so dass der Wulst 7 in der umlaufenden Nut zwischen dem offenen Ende des Dämpfergehäuses 2 und der Aufnahme 11 und der umlaufenden Rinne 12 gehalten ist. Das offene Ende des Dämpferelements 3 ist dadurch am oder im offenen Ende des Dämpfergehäuses 2 gehalten und der Zwischenraum 6, der das Dämpferelement 3 im Dämpfergehäuse 2 umgibt, ist verschlossen und abgedichtet.
In das Ventilgehäuse 10 ist ein rohrförmiges Ventilsitzteil 13 eingepresst, das sich an seinem dem Dämpferelement 3 zugewandten Ende hohlkegelstumpfförmig verjüngt und mit einem kurzen, rohrförmigen Kragen ausläuft. Eine Innenseite der kegelstumpfförmigen Verjüngung bildet einen Ventilsitz 14 für ein Durchflussregelventil 15, das in dem rohrförmigen Ventilsitzteil 13 angeordnet ist. Die den Ventilsitz 14 bildende Verjüngung ist durch Umformen hergestellt, beispielsweise durch Tiefziehen, wobei in der Ausführungsform das Ventilsitzteil 13 insgesamt durch Umformen, insbesondere Tiefziehen hergestellt ist. Im Vergleich mit einem spanend hergestellten Ventilsitz weist der durch Umformen hergestellte Ventilsitz 14 eine deutlich höhere Qualität und Dichtheit bei einem Bruchteil der Herstellungskosten auf.
Außen weist das Ventilgehäuse 10 Sicken 16 am Übergang von dem rohrförmigen Teil zur umlaufenden Rinne 12 auf. Die Sicken 16 überbrücken eine umlaufende Kehle am Übergang von der Rinne 12 zum rohrförmigen Teil des Ventilgehäuses 10 und versteifen das Ventilgehäuse 10 und die Rinne 12. Die Sicken 16 sind in Axialebenen angeordnet.
Das Durchflussregelventil 15 weist einen hohlen Absperrkörper 17 auf, der von einer Ventilfeder 18 mit Vorspannung gegen den Ventilsitz 14 beaufschlagt wird. In der Ausführungsform ist die Ventilfeder 18 eine Schraubendruckfeder, die sich an einem rohrförmigen Federhalter 19 abstützt, der dem Ventilsitz 14 gegenüber in das Ventilsitzteil 13 gepresst ist. Der Absperrkörper 17 des Durchflussregelventils 15 weist ein axiales Durchgangsloch mit einer kegelstumpfförmigen Verjüngung auf, die einen Ventilsitz 20 eines Rückschlagventils 21 bildet. In dem Durchgangsloch des Absperrkörpers 17 des Durchflussregelventils 15 ist eine Kugel als Absperrkörper 22 des Rückschlagventils 21 aufgenommen. In der gezeichneten Ausführungsform ist das Rückschlagventil 21 federlos, es ist aber auch ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil möglich (nicht dargestellt).
Nahe des offenen Endes ist das Dämpfergehäuse 2 als Stemmmuffe 23 für eine Self-Clinch-Verbindung ausgebildet: Dazu weist das Dämpfergehäuse 2 außen nahe seinem offenen Ende eine umlaufende Nut 24 mit gerundetem Nutquerschnitt auf, deren in Einpressrichtung hintere Nutwange 25 in einer Radialebene des Dämpfergehäuses 2 angeordnet ist und nach außen übersteht. Beim Einpressen in eine Aufnahme 26 eines Hydraulikblocks 27 verformt die Nutwange 25 die Aufnahme 27 umgebenden Werkstoff des Hydraulikblocks 27 plastisch in die Nut 24 der Stemmmuffe 23, so dass das Dämpfergehäuse 22 mechanisch stabil im Hydraulikblock 27 gehalten und druckfest in der Aufnahme 26 abgedichtet ist.
Die Aufnahme 26 im Hydraulikblock 27 ist ein durchmessergestuftes Sackloch, wobei beim Einpressen des Dämpfergehäuses 2 das an seinem offenen Ende angeordnete Ventilgehäuse 10 in einen durchmesserkleineren, axialen Fortsatz 28 der Aufnahme 26 gepresst wird und dadurch am Umfang abdichtet.
Der Hydraulikblock 27, von den in der Zeichnung nur ein die Aufnahme 26 für den Druckänderungsdämpfer 1 umgebendes Bruchstück gezeichnet ist, ist Teil einer Bremskraftregelung einer im Übrigen nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Der Hydraulikblock 27 weist weitere Aufnahmen für hydraulische Bauelemente der Bremskraftregelung wie Hydrospeicher, Magnetventile und Hydropumpen sowie Anschlüsse für Bremsleitungen zu einem Hauptbremszylinder und zu Radbremsen auf (nicht dargestellt). Die hydraulischen Bauelemente und die Anschlüsse für die Bremsleitungen sind durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 27 hydraulisch miteinander verschaltet. Solche Hydraulikblöcke bremskraftgeregelter Fahrzeugbremsanlagen sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Mit den Bremskraftregelungen lassen sich in an sich bekannter Weise Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf-, Schleuderschutz- bzw. Fahrdynamikregelungen, automatische Bremsungen und Abstandsregelungen (adaptive cruise control) durchführen, für die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDR, ESP, ACC gebräuchlich sind. Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend.
An einer Ringstufe zwischen dem durchmesserkleineren Fortsatz 28 der Aufnahme 26 für den Druckänderungsdämpfer 1 und der Aufnahme 26 mündet eine als Schrägbohrung im Hydraulikblock 27 ausgeführte Zuleitung 29, die durch radiale Löcher 30 im Ventilgehäuse 10 mit der Höhlung 4 des Dämpferelements 3 kommuniziert. Die Löcher 30 sind über einen Umfang verteilt zwischen dem Ventilsitz 14 und der umlaufenden Rinne 12 im Ventilgehäuse 10 angebracht. Durch die Zuleitung 29 kommuniziert der Druckänderungsdämpfer 1 mit einer nicht dargestellten Hydropumpe, insbesondere einer Kolbenpumpe der Bremskraftregelung. Der Druckänderungsdämpfer 1 dämpft Druckpulsationen in Bremsflüssigkeit, die von einer Kolbenpumpe aufgrund einer oszillierenden Förderweise erzeugt werden.
Durch das Rückschlagventil 19 und das Durchflussregelventil 15 kommuniziert die Höhlung 4 in dem Dämpferelement 3 mit einem Auslass 31, der als achsparallele Bohrung ausgeführt ist, die exzentrisch in einen Grund des Fortsatz 28 der Aufnahme 26 für den Druckänderungsdämpfer 1 mündet und in eine Querbohrung übergeht. In der gezeichneten Ausführungsform der Erfindung sind das Rückschlagventil 19 und das Durchflussregelventil 15 Auslassventile des Druckänderungsdämpfers 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/028376 A2 [0004]

Claims

Druckänderungsdämpfer, mit einem rohrförmigen, an einem Ende offenen Dämpfergehäuse (2), mit einem schlauchförmigen, an einem Ende offenen Dämpferelement (3) aus einem elastischen Werkstoff, das in dem Dämpfergehäuse (2) angeordnet ist, wobei das offene Ende des Dämpferelements (3) abdichtend an oder in dem offenen Ende des Dämpfergehäuses (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckänderungsdämpfer (1) eine Ventilbaugruppe (9) mit einem rohrförmigen Ventilgehäuse (10) aufweist, das an dem offenen Ende des Dämpfergehäuses (2) angeordnet ist und in dem ein Ventil (15, 19) angeordnet ist, das ein rohrförmiges Ventilsitzteil (13) mit einem Ventilsitz (14) aufweist, das in das Ventilgehäuse (10) eingepresst ist.
Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14) als Verjüngung durch Umformen des Ventilsitzteils (13) hergestellt ist.
Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) eine Erweiterung als Aufnahme (11) für das offene Ende des Dämpfergehäuses (2) aufweist, die durch Umformen hergestellt ist.
Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) und/oder das Ventilsitzteil (14) durch Umformen hergestellt sind.
Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) des Ventilgehäuses (10) für das offene Ende des Dämpfergehäuses (2) ein rohrförmiger Kragen ist, der in eine umlaufende Rinne (12) übergeht, mit der der Kragen (11) in das rohrförmige Ventilgehäuse (19) übergeht, dass die umlaufende Rinne (12) des Ventilgehäuses (10) zusammen mit dem offenen Ende des Dämpfergehäuses (2) eine umlaufende Nut bildet, die sich zu einer Nutöffnung verjüngt, und dass das schlauchförmige Dämpferelement (3) einen umlaufenden Wulst (7) an seinem offenen Ende aufweist, der in der Nut zwischen dem Ventilgehäuse (10) und dem Dämpfergehäuse (2) einliegt und der dicker als die Nutöffnung ist.
Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) Sicken (16) in Axialebenen außen im Bereich der die Aufnahme (11) für das offene Ende des Dämpfergehäuses (2) bildenden Erweiterung aufweist.
Bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Druckänderungsdämpfer nach Anspruch 1.
Bremskraftgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremsanlage eine Hydropumpe aufweist, an deren Druckseite der Druckänderungsdämpfer (1) angeschlossen ist.