DE102015205543A1 - Hydraulikblock für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Hydraulikblock für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock (1) für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, der zum Bestücken mit hydraulischen Bauelementen wie Magnetventilen der Bremsregelung vorgesehen ist. Die Erfindung schlägt vor, den Hydraulikblock (1) durch 3D-Drucken herzustellen, was erheblich komplexere Leitungsführungen ermöglicht als eine spanende Herstellung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Derartige Hydraulikblöcke sind bekannt. Es sind typischerweise quaderförmige Metallblöcke, die in Ansicht näherungsweise quadratisch sind und eine Höhe von ungefähr ¼ bis ⅓ einer Breite oder Länge aufweisen. Die Hydraulikblöcke weisen Aufnahmen für hydraulische Bauelemente der Bremsregelung und Leitungen zum Anschluss und/oder zur Verbindung der Aufnahmen bzw. der in den Aufnahmen angebrachten Bauelemente auf. Hydraulische Bauelemente von Bremsregelungen hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen sind beispielsweise Magnetventile, Rückschlagventile, Drosseln, Hydrospeicher, Dämpfer und Pumpen. Die Aufnahmen sind typischerweise zylindrische Sacklöcher, die durchmessergestuft sein können. Leitungen im Hydraulikblock verbinden die Aufnahmen oder dienen einem Anschluss insbesondere an einen Hauptbremszylinder und an hydraulische Radbremsen, d. h. die Leitungen verschalten die hydraulischen Bauelemente hydraulisch miteinander. Die Aufnahmen und die Leitungen sind spanend durch Bohren im Hydraulikblock hergestellt, wobei sie meist kartesisch verlaufen, d. h. parallel und/oder rechtwinklig zu Kanten und Flächen des Hydraulikblocks. Die hydraulischen Bauelemente werden in die Aufnahmen des Hydraulikblocks eingebracht, beispielsweise eingepresst, und sind dann durch die Leitungen im Hydraulikblock hydraulisch miteinander verschaltet und an beispielsweise einen Hauptbremszylinder und hydraulische Radbremsen anschließbar. Bestückt mit den hydraulischen Bauelementen kann der Hydraulikblock auch als Hydroaggregat für eine Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage aufgefasst werden. Ein solches Hydroaggregat bildet ein Kernstück einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Mit einer solchen Bremsregelung lassen sich Radbremsdrücke und damit Radbremskräfte hydraulischer Radbremsen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage regeln, es sind u. a. Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und Fahrdynamikregelungen möglich, für die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind. Solche Bremsregelungen sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht erläutert. Ein Beispiel eines Hydraulikblocks für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage offenbart die Offenlegungsschrift DE 10 2006 059 924 A1 .
  • Ein Bohren eines Hydraulikblocks erzwingt gerade Leitungen mit kreisförmigem Querschnitt, die an mindestens einem Ende offen sind, d. h. an einer Oberfläche des Hydraulikblocks münden und druckdicht verschlossen werden müssen, was beispielsweise durch Einpressen einer Kugel erfolgt. Außerdem ermöglichen Bohrungen, wenn sie als Sacklöcher ausgeführt sind, nur Durchmesserverjüngungen. Für Durchmesseraufweitungen muss von einer gegenüberliegenden Seite gebohrt werden. Ein Problem beim Bohren langer Löcher mit kleinem Durchmesser ist ein Verlaufen eines Bohrers, d. h. eine Abweichung zur Seite.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Hydraulikblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist durch Urformen hergestellt, d. h. aus einem bei der Herstellung formlosen Stoff, der sich zu einem festen Körper, nämlich dem Hydraulikblock, verfestigt. Beispielsweise sind Gießen, Druckgießen oder Sintern des Hydraulikblocks möglich. Die Aufnahmen für die hydraulischen Bauelemente und die Leitungen können beispielsweise durch einen gitterartigen Kern hergestellt werden, der die Form der Aufnahmen und der Leitungen in ihrer geometrischen Anordnung zueinander aufweist. Insbesondere wird ein verlorener Kern verwendet, der nach den Urformen des Hydraulikblocks beispielsweise chemisch, thermisch und/oder mechanisch (durch Vibrationen) zerstört und aus den Hohlräumen des Hydraulikblocks, nämlich den Aufnahmen für die hydraulischen Bauelemente und den Leitungen entfernt wird.
  • Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Hydraulikblock durch 3D-Drucken hergestellt, also mit einer Maschine, die den dreidimensionalen Hydraulikblock beispielsweise schichtweise aufbaut. 3D-Druckverfahren umfassen einen Auftrageprozess und einen Härteprozess, z. B. selektives Laserschmelzen, selektives Lasersintern, selektives Elektronenstrahlschmelzen oder Stereolithographie.
  • Sowohl die Herstellung des erfindungsgemäßen Hydraulikblocks durch Urformen allgemein als auch die Herstellung durch 3D-Drucken speziell vermeiden einen Zerspanungsaufwand mit Werkzeugverschleiß und Materialverlust und ermöglichen eine erheblich größere Gestaltungsfreiheit wie nicht-gerade Leitungsverläufe, nicht-kreisrunde Querschnitte, Querschnittsverjüngungen und -erweiterungen und Leitungen, die an beiden Enden ohne Mündung nach außen innerhalb des Hydraulikblocks enden. Außerdem sind Lagetoleranzen bei langen Leitungen kleiner.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen einen Hydraulikblock gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung von zwei gegenüberliegenden Seiten.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Der in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Hydraulikblock 1 ist aus Metall mit einem 3D-Drucker, d. h. schichtweise hergestellt, wobei der Hydraulikblock 1 kein Schichtverbundkörper ist, sondern sich die nacheinander aufgebrachten Schichten zu einem homogenen Körper verbunden haben. Die verwendeten 3D-Druckverfahren sind beispielsweise selektives Laserschmelzen, selektives Lasersintern oder Elektronenstrahlschmelzen. Der Hydraulikblock 1 ist quaderförmig und in Ansicht rechteckig, näherungsweise quadratisch, und weist eine Höhe von etwa ¼ seiner Breite oder Länge auf. Das 3D-Drucken kann auch als Urformen aus einem bei der Herstellung formlosen, beispielsweise flüssigen, pastösen, körnigen, pulverförmigen, spanförmigen oder faserförmigen Metall aufgefasst werden, das sich zu dem festen Hydraulikblock 1 verfestigt, verbindet und/oder aushärtet.
  • Der Hydraulikblock 1 weist Aufnahmen für hydraulische Bauelemente einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage auf. Solche Bauelemente sind beispielsweise Hydropumpen, Magnetventile, Rückschlagventile, Drucksensoren, Hydrospeicher und Dämpfer. Die Aufnahmen sind als zylindrische und durchmessergestufte Sacklöcher ausgeführt, wobei die Herstellung des Hydraulikblocks 1 durch 3D-Druck auch nicht-kreisförmige, runde oder eckige Sacklöcher ermöglicht, deren Querschnittsform und -größe sich sogar über eine Tiefe der Aufnahmen ändern kann. Wie in 1 zu sehen, weist der Hydraulikblock 1 Aufnahmen für Magnetventile auf, die in vier Reihen in einer Flachseite des Hydraulikblocks 1 angeordnet sind, die hier als Ventilseite 2 bezeichnet wird. In einer ersten Reihe sind nebeneinander vier Aufnahmen 3 für Einlassventile, in einer zweiten Reihe vier Aufnahmen 4 für Auslassventile, in einer dritten Reihe zwei Aufnahmen 5 für Trennventile und in einer vierten Reihe zwei Aufnahmen 6 für Auslassventile angeordnet. Die nicht gezeichneten Magnetventile werden in die Aufnahmen 3, 4, 5, 6 eingepresst und sind durch eine Selbstverstemmung („self-clinch“) druckfest abgedichtet in den Aufnahmen 3, 4, 5, 6 gehalten. Selbstverstemmung bedeutet, dass die Verstemmung der Magnetventile in den Aufnahmen 3, 4, 5, 6 durch das Einpressen der Magnetventile erfolgt. In einer Längsmitte zwischen den beiden Aufnahmen 6 für die Ansaugventile weist der Hydraulikblock 1 eine Aufnahme 7 für einen Drucksensor auf.
  • An einer den Aufnahmen 3 für die Einlassventile nahen Querseite 8 weist der Hydraulikblock 1 vier Anschlüsse 9 für Bremsleitungen zur Verbindung mit hydraulischen Radbremsen auf. Auf einer der Ventilseite 2 gegenüberliegenden Flachseite, die hier als Motorseite 10 bezeichnet wird, weist der Hydraulikblock 1 zwei Anschüsse 11 für Bremsleitungen zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Zweikreis-Hauptbremszylinder auf. Die Anschlüsse 11 für den Hauptbremszylinder sind nahe der Querseite 8 des Hydraulikblocks 1, an der sich die Anschlüsse 9 für die Radbremsen befinden und jeweils zwischen zwei der Anschlüsse 9 für die Radbremsen angeordnet. Die Anschlüsse 9, 11 sind als zylindrische Sacklöcher ausgebildet, die für Anschlüsse ebenfalls durch Selbstverstemmungs („self-clinch“) vorgesehen sind. Auch andere Anschlüsse, beispielsweise durch Verschrauben, sind möglich.
  • Ebenfalls in der Längsmitte weist der Hydraulikblock 1 ein von der Ventilseite 2 zu der Motorseite 10 durchgehendes Kabelloch 12 zur Durchführung elektrischer Leitungen und ein durchmessergestuftes Sackloch als Exzenterraum 13 auf. Das Kabelloch 12 befindet sich zwischen den ersten beiden Reihen Aufnahmen 3, 4 für die Einlass- und die Auslassventile und der Exzenterraum 13 in Höhe der Aufnahmen 5 für die Trennventile, allerdings auf der gegenüberliegenden Flachseite des Hydraulikblocks 1, nämlich der Motorseite 10. In den Exzenterraum 13 münden Pumpenaufnahmen 14, die an Längsseiten 15 des Hydraulikblocks 1 offen sind. Die Pumpenaufnahmen 14 sind für nicht gezeichnete Kolbenpumpen als Hydropumpen bzw. Pumpenelemente der Bremsregelung vorgesehen, sie werden von einem nicht gezeichneten Exzenter angetrieben, der im Exzenterraum 13 angeordnet wird. Zum Antrieb des Exzenters dient ein nicht gezeichneter Elektromotor ggf. mit angeflanschtem Untersetzungsgetriebe, der koaxial auf dem Exzenterraum 13 auf der Motorseite 10 des Hydraulikblocks 1 angebracht wird.
  • An Kreuzungen der Leitungen 18 und an Mündungen der Leitungen 18 in die Aufnahmen 3, 4, 5, 6, 7, 14, 17 für die hydraulischen Bauelemente der Bremsregelung und in die Anschlüsse 9, 11 für die Radbremsen und für den Hauptbremszylinder weisen Ränder der Mündungen Fasen oder Rundungen anstelle von Kanten auf. Das vermeidet hohe mechanische Spannungen und eventuell eine Rissbildung, verbessert ein Durchströmung und verringert eine Geräuscherzeugung. Des Weiteren ist eine Gefahr einer Ablagerung und Ansammlung von Schmutz gemindert.
  • Mit dem Exzenterraum 13 kommuniziert ein Hohlraum als Leckagereservoir 16 für etwaige aus den Kolbenpumpen austretende Bremsflüssigkeit. Das Leckagereservoir 16 befindet sich in der Längsmitte des Hydraulikblocks 1 und endet vor einer Querseite des Hydraulikblocks 1, die der Querseite 8 gegenüberliegt, die die Anschlüsse 9 für die Radbremsen aufweist. Das Leckagereservoir 16 weist also keine Mündung nach außen auf, die verschlossen werden müsste. Die Herstellung des Leckagereservoirs 16 ohne Mündung oder sonstige Öffnung nach außen ist durch die Herstellung des Hydraulikblocks 1 durch 3D-Druck möglich.
  • Neben dem Leckagereservoir 16 weist der Hydraulikblock 1 zwei Aufnahmen 17 für Hydrospeicher auf, die als Sacklöcher an der Querseite des Hydraulikblocks 1 angeordnet sind, an der sich auch das Leckagereservoir 16 befindet und die der Querseite 8 mit den Anschlüssen 9 für die Radbremsen gegenüberliegt.
  • Die Aufnahmen 3, 4, 5, 6 für die Magnetventile, die Aufnahme 7 für den Drucksensor, die Anschlüsse 9, 10 für die Radbremsen und den Hauptbremszylinder, die Pumpenaufnahmen und die Aufnahmen 17 für die Hydrospeicher sind durch Leitungen 18 miteinander verbunden, d. h. hydraulisch miteinander verschaltet. Die Herstellung des Hydraulikblocks 1 durch 3D-Druck ermöglicht grundsätzlich beliebige Leitungsverläufe, die Leitungen 18 können nicht nur gerade, sondern auch gebogen oder abgewinkelt verlaufen. Auch sind nicht kartesisch, sondern schräg zu Flächen und Kanten des Hydraulikblocks 1 verlaufenden Leitungen durch die Herstellung des Hydraulikblocks 1 durch 3D-Drucken einfacher möglich als bei einem Bohren der Leitungen. Außerdem sind Querschnittsänderungen der Leitungen ohne weiteres möglich und die Leitungen 18 müssen nicht zu einer der Außenseiten des Hydraulikblocks 1 geführt sein, sondern können als Stichleitungen innerhalb des Hydraulikblocks 1 enden. Wie bereits gesagt, sind durch den 3D-Druck des Hydraulikblocks 1 Aufnahmen, Leitungen und Anschlüsse mit nicht-kreisförmigen, runden oder eckigen Querschnitten möglich, wobei sich Querschnittsformen und -größen ändern, auch verjüngen und anschließend wieder erweitern können.
  • Bestückt mit den hydraulischen Bauelementen bildet der Hydraulikblock 1 ein Hydroaggregat der Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit der sich in an sich bekannter Weise Radbremsdrücke in Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage radindividuell regeln lassen. Der Hydraulikblock 1 dient einer mechanischen Halterung und hydraulischen Verschaltung der hydraulischen Bauelemente der Bremsregelung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006059924 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Hydraulikblock für ein Hydroaggregat einer Bremsregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit Aufnahmen (3, 4, 5, 6, 7, 14, 17) für hydraulische Bauelemente der Bremsregelung und Leitungen (18) zum Anschluss und/oder zur Verbindung der Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) durch Urformen hergestellt ist.
  2. Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) durch 3D-Drucken hergestellt ist.
  3. Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) gekrümmte oder abgewinkelte Leitungen (18) aufweist.
  4. Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) eine Stichleitung (18) aufweist.
  5. Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) eine Leitung mit mindestens einer Querschnittserweiterung und mindestens einer Querschnittsverjüngung aufweist.
  6. Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ränder von Mündungen von Leitungen (18) an Kreuzungen von Leitungen (18) und/oder an Mündungen der Leitungen (18) in Aufnahmen (3, 4, 5, 6, 7, 14, 17) für hydraulische Bauelemente Fasen oder Rundungen anstelle von Kanten aufweisen.
  7. Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) eine Pumpenaufnahme (14) mit einem angeschlossenen Leckagereservoir (16) aufweist, wobei das Leckagereservoir (16) keine Öffnung nach außen aufweist.
  8. Hydraulikblock nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) Aufnahmen (3, 4, 5, 6, 7, 13, 14, 16, 17) für hydraulische Bauelemente der Bremsregelung und/oder Leitungen (18) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist.
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