DE102016211422A1

DE102016211422A1 - Hydraulikblock mit einem hydraulischen Bauelement

Info

Publication number: DE102016211422A1
Application number: DE102016211422.0A
Authority: DE
Inventors: Franz Berger; Juergen Reiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-28
Also published as: CN107539299B; CN107539299A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock (1) mit einem Magnetventil (2) für eine Schlupfgregelung einer hydraulische Fahrzeugbremsanlage und schlägt vor, einen lochscheibenförmigen Befestigungsring (10) auf ein Ventilgehäuse (6) aufzusetzen und dicht mit dem Hydraulikblock (1) zu verschweißen. Die Erfindung ermöglicht einen dünneren Hydraulikblock (1) und eine niedrigere Bauhöhe des Hydraulikblocks (1) mit dem Magnetventil (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock mit einem hydraulischen Bauelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 059 924 A1 offenbart einen Hydraulikblock für eine Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise Blockierschutzregelungen, Antriebsschlupfregelungen, Fahrdynamikregelungen und elektronische Stabilitätsprogramme, für die die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind. Die beiden letztgenannten Regelungen werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet. Der Hydraulikblock ist ein quaderförmiges Bauteil aus Metall, typischerweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das in Ansicht etwa quadratisch und etwa Viertel bis ein Drittel so dick wie breit oder lang ist. Der Hydraulikblock weist zylindrische, durchmessergestufte Sacklöcher als Aufnahmen für hydraulische Bauelemente wie Magnetventile, Drucksensoren oder Kolbenpumpen als Hydropumpen auf. Die hydraulischen Bauelemente sind vollständig oder mit einem Teil ihrer Länge in die Aufnahmen des Hydraulikblocks eingesetzt und durch eine umlaufende Verstemmung von Mündungen der Aufnahmen des Hydraulikblocks oder selbstumformend durch Einpressen der hydraulischen Bauelemente in die Aufnahmen des Hydraulikblocks (self-clinching) befestigt und abgedichtet. Durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks sind die Aufnahmen bzw. die hydraulischen Bauelemente hydraulisch miteinander verschaltet.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Hydraulikblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist eine oder mehrere Aufnahmen auf, in denen jeweils ein hydraulisches Bauelement angeordnet ist. Ein solches hydraulisches Bauelement kann beispielsweise ein Magnetventil oder ein Drucksensor sein. Auch eine Muffe oder dergleichen mit einer Hydraulik- bzw. Bremsleitung oder eine Hydraulik- bzw. Bremsleitung selbst zum Anschluss des Hydraulikblocks an beispielsweise einen Hauptbremszylinder oder zum Anschluss von hydraulischen Radbremsen an den Hydraulikblock kann als hydraulisches Bauelement im Sinne der Erfindung aufgefasst werden. Das hydraulische Bauelement kann vollständig oder teilweise in der Aufnahme des Hydraulikblocks angeordnet sein und und im übrigen aus dem Hydraulikblock vorstehen. Insbesondere ist ein hydraulischer Teil des hydraulischen Bauelements in der Aufnahme des Hydraulikblocks angeordnet. Erfindungsgemäß ist das hydraulische Bauelement durch eine in Umfangsrichtung ununterbrochen durchgehende Schweißung druckdicht mit dem Hydraulikblock verbunden. Bevorzugte Schweißverfahren sind Reibschweißen, Rotationsreibschweißen oder Ultraschallschweißen. Bei gleichen Werkstoffen kommen weitere Schweißverfahren wie beispielsweise Laserschweißen in Betracht.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass eine mechanische Belastung des Hydraulikblocks durch das Schweißen nur einen Bruchteil der mechanischen Belastung durch eine Verstemmung oder eine Selbstsumformung durch Einpressen des hydraulischen Bauelements in die Aufnahme des Hydraulikblock (self-clinching) ist. Eine Verbohrung des Hydraulikblocks kann deswegen dichter an einer Oberfläche des Hydraulikblocks sein, was einen dünneren Hydraulikblock ermöglicht. Ebenfalls einen dünneren Hydraulikblock ermöglicht, dass kein Werkstoff des Hydraulikblocks zum Verformen vorhanden sein muss, wie es bei einem Verstemmen der Fall ist. Die Aufnahme für das hydraulische Bauelement im Hydraulikblock kann deswegen weniger tief sein.
Ein anderer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der Anwendung an Hydraulikblöcken, die nicht umformbar sind, an denen also nicht verstimmt werden kann. Solche Hydraulikblöcke sind beispielsweise Aluminium- oder Leichtmetall-Druckgussblöcke oder Grauguss-Hydraulikblöcke.
Der erfindungsgemäße Hydraulikblock ist insbesondere für Schlupfregelungen hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen für Kraftwagen oder Krafträder vorgesehen, allerdings nicht auf Schlupfregelungen beschränkt. Der erfindungsgemäße Hydraulikblock ist beispielsweise auch zum Schalten eines Getriebes oder für einen hydraulischen- oder elektrohydraulischen Bremskraftverstärker verwendbar.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Es ist möglich, das hydraulische Bauelement selbst oder sein Gehäuse umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock zu verschweißen. Anspruch 3 sieht einen Befestigungsring vor, der das hydraulische Bauelement oder sein Gehäuse umschließt und umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock verschweißt ist. Der Befestigungsring kann aus dem gleichen Werkstoff wie der Hydraulikblock bestehen, was das Schweißen vereinfacht, wenn das hydraulische Bauelement bzw. sein Gehäuse aus einem anderen Werkstoff besteht. Der Befestigungsring kann beispielsweise auf das hydraulische Bauelement bzw. sein Gehäuse aufgepresst sein. Anspruch 4 sieht vor, dass der Befestigungsring umlaufend dicht mit dem hydraulischen Bauelement verschweißt ist, worunter auch eine umlaufend dichte Verschweißung mit einem Gehäuse des hydraulischen Bauelements zu verstehen ist. Dadurch ist der Befestigungsring am Hydraulikblock und am hydraulischen Bauelement und damit das hydraulische Bauelement am Hydraulikblock abgedichtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt eines Ausbruchs eines erfindungsgemäßen Hydraulikblocks mit einem Magnetventil im Achsschnitt.
Ausführungsform der Erfindung
Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Hydraulikblock 1 mit einem Magnetventil 2, dessen hydraulischer Teil in einer Aufnahme 3 des Hydraulikblocks 1 aufgenommen ist und dessen elektromagnetischer Teil aus dem Hydraulikblock 1 vorsteht. Gezeigt ist ein Ausbruch des Hydraulikblocks 1 im Bereich der Aufnahme 3 für das Magnetventil 2. Das Magnetventil 2 ist im Achsschnitt und der Hydraulikblock 1 in einer gleichen Schnittebene geschnitten dargestellt. Der Hydraulikblock 1 ist ein quaderförmiger des Teil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. In Ansicht ist der Hydraulikblock 1 etwa quadratisch und er ist etwa ein Viertel bis ein Drittel so dick wie lang oder breit. Form, Abmessungen und Werkstoff des Hydraulikblocks 1 sind nicht zwingend für die Erfindung. Die Aufnahme 3 für das Magnetventil 2 ist eine durchmessergestufte Ansenkung im Hydraulikblock 1, die von einer Bohrung gekreuzt wird und in die eine weitere Bohrung axial mündet. Die Bohrungen werden als Verbohrung 4 des Hydraulikblocks 1 bezeichnet, sie verbinden die Aufnahme 3 mit weiteren, nicht gezeichneten Aufnahmen und verschalten dadurch hydraulische Bauelemente wie das Magnetventil 2, Drucksensoren, Kolbenpumpen oder sonstige Hydropumpen, die in den Aufnahmen des Hydraulikblocks 1 angeordnet sind, zu einer hydraulischen Schaltung für beispielsweise eine Radschlupfregelung oder eine Getriebesteuerung miteinander. Das Magnetventil 2 kann allgemein auch als hydraulisches Bauelement 5 aufgefasst werden.
Der Hydraulikblock 1 kann durch Absägen oder sonstiges Abtrennen eines rechteckigen Strangpressprofils aus Alumium oder einer Aluminiumlegierung und anschließendes spanendes Bearbeiten hergestellt sein. Eine andere Möglichkeit ist eine Herstellung durch Gießen, auch Druckgießen, aus Metall, beispielsweise Stahl oder Leichtmetall, beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Andere Herstellungsarten und/oder Werkstoffe sind nicht ausgeschlossen.
Das Magnetventil 2 weist ein mehrteiliges, rohrförmiges Ventilgehäuse 6 aus Stahl auf, wobei Stahl nicht zwingend für das Ventilgehäuse 6 ist. Ein aus dem Hydraulikblock 1 vorstehendes Ende des Ventilgehäuses 6 ist durch ein zylindrisches Polstück 7 verschlossen, dass in das Ende des rohrförmigen Ventilgehäuses 6 eingepresst und umlaufend dicht verschweißt ist. Eine Schweißnaht ist mit der Bezugszahl 8 bezeichnet. An einer Stelle, die sich in einer Mündung der Aufnahme 3 des Hydraulikblocks 1 befindet, wenn das Magnetventil 2 wie vorgesehen in der Aufnahme 3 angeordnet ist, weist das Ventilgehäuse 6 eine umlaufende und wie ein Radialflansch nach außen stehende Ringstufe 9 auf. An der Ringstufe 9 liegt axial ein lochscheibenförmiger Befestigungsring 10 an, der das Ventilgehäuse 6 umschließt. Der Befestigungsring 10 besteht wie der Hydraulikblock 1 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Er ist durch eine Ultraschall-Rotationschweißung 11 umlaufend dicht mit der Ringstufe 9 des Ventilgehäuses 6 verbunden, worunter eine Reibschweißen mit Rotationsschwingungen in einem Ultraschall-Frequenzbereich gemeint ist. Unterschiedliche Werkstoffe des Ventilgehäuses 6 und des Befestigungsrings 10 und/oder gleiche Werkstoffe des Befestigungsrings 10 und des Hydraulikblocks 1 sind nicht zwingend für die Erfindung. Möglich ist auch ein Aufpressen des Befestigungsrings 10 auf das Ventilgehäuse 6 um zwischen dem Befestigungsring 10 und dem Ventilgehäuse 6 abzudichten. Der Befestigungsrings 10 ist vor einem Einsetzen des Magnetventils 2 in die Aufnahme 3 des Hydraulikblocks 1 am Magnetventil 2 angebracht.
Das Magnetventil 2 ist so angeordnet, dass sich ein hydraulischer Teil des Magnetventils 2 in der Aufnahme 3 des Hydraulikblocks 1 und ein elektromagnetischer Teil des Magnetventils 2 außerhalb des Hydraulikblocks 1 befindet. Die Ringstufe 9 des Ventilgehäuses 6 befindet sich wie bereits geschrieben in der Mündung der Aufnahme 3 und der Befestigungsrings 10, der radial nach außen über die Ringstufe 9 übersteht, liegt an einer Oberfläche des Hydraulikblocks 1 an und ist umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock 1 verschweißt. Die Verschweißung des Befestigungsrings 10 mit dem Hydraulikblock 1 ist ebenfalls eine Ultraschall-Rotationschweißung 12. Weil der Befestigungsrings 10 und der Hydraulikblock 1 aus gleichen Werkstoffen bestehen, ist die Auswahl möglicher Schweißverfahren größer. Es ist beispielsweise auch eine Laserschweißung möglich. Denkbar ist auch ein umlaufend dichtes Verschweißen des Ventilgehäuses 6 mit dem Hydraulikblock 1 (nicht dargestellt). In diesem Fall kann der Befestigungsrings 10 entfallen.
Weil das Magnetventil 2 nicht im Hydraulikblock 1 verstemmt ist und der Hydraulikblock 1 beim Schweißen nur gering mechanisch belastet wird, kann die Verbohrung 4 dicht unter der Oberfläche des Hydraulikblocks 1 erfolgen, was einen dünneren Hydraulikblock 1 ermöglicht. Weil anders als bei einem Verstemmen beim Verschweißen kein Werkstoff des Hydraulikblocks 1 umgeformt werden muss, kann die Aufnahme 3 für das Magnetventil 2 im Hydraulikblock 1 weniger tief sein, was ebenfalls einen dünneren Hydraulikblock 1 möglich macht.
Auf den außerhalb des Hydraulikblocks 1 befindlichen magnetischen Teil des Magnetventils 2 ist eine rohrförmige Spule 13 aufgesetzt, die bzw. deren Spulenträger 14 für eine kurze Baulänge des magnetischen Teils des Magnetventils 2 an dem Befestigungsring 10 anliegt. Eine weitere Verkürzung der Baulänge wird durch einen guten Magnetfluss eines Magnetfelds der Spule 13 durch den Befestigungsring 10 in einen Anker 15 des Magnetventils 2 erreicht. Das ermöglicht einen verhältnismäßig kurzen Anker 15. Beide Maßnahmen ermöglichen einen niedrigen Hydraulikblock 1 einschließlich der aus ihm vorstehenden Magnetventile 2. Auf die Spule 13 ist ein napfförmiges Spulengehäuse 16 aufgesetzt.
Der Hydraulikblock 1 ist für eine Schlupfregelung einer im Übrigen nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise Blockierschutzregelungen, Antriebsschlupfregelungen, Fahrdynamikregelungen und elektronische Stabilitätsprogramme, für die die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind. Die beiden letzteren werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet. Solche Hydraulikblöcke 1 und Schlupfregelungen sind dem Fachmann an sich bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. Möglich sind auch andere Verwendungen beispielsweise zum Schalten von Getrieben. Außer der gezeigten Aufnahme 3 für das Magnetventil 2 weist der Hydraulikblock 1 Aufnahmen für weitere Magnetventile und andere hydraulische hydraulische Bauelemente einer Schlupfregelung oder einer sonstigen hydraulischen Schaltung auf, die durch die Verbohrung 4 des Hydraulikblocks 1 hydraulisch miteinander verschaltet sind. Solche hydraulischen Bauelemente sind beispielsweise Hydropumpen, insbesondere Kolbenpumpen, Hydrospeicher, Dämpferkammern und Rückschlagventile. Bestückt mit den hydraulischen Bauelementen bildet der Hydraulikblock 1 ein Kernstück einer Schlupfregelung der im übrigen nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Solche hydraulischen Bauelemente können wie das Magnetventil 2 am Hydraulikblock 1 befestigt und abgedichtet sein. Auch ein Anschluss des Hydraulikblocks 1 an beispielsweise einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder und/oder ein Anschluss nicht dargestellter hydraulische Radbremsen an den Hydraulikblock 1 kann mit Muffen oder dergleichen anstelle des Ventilgehäuses 6 in vorstehend erläuterter Weise erfolgen. An die Muffen oder dergleichen sind Bremsleitungen oder allgemein Hydraulikleitungen angeschlossen. Denkbar ist auch ein Anschluss der Bremsleitungen oder Hydraulikleitungen ohne Muffen oder dergleichen in vorstehend erläuterter Weise.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006059924 A1 [0002]

Claims

Hydraulikblock mit einem hydraulischen Bauelement (5), das in einer Aufnahme (3) des Hydraulikblocks (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock (1) verschweißt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) an einer Mündung der Aufnahme (3) für das hydraulische Bauelement (5) umlaufend dicht mit dem mit dem Hydraulikblock (1) verschweißt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) ein Gehäuse (6) aufweist, das umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock (1) verschweißt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) einen Befestigungsring (10) aufweist, der das hydraulische Bauelement (5) umschließt und der umlaufend dicht mit dem Hydraulikblock (1) verschweißt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (10) umlaufend dicht mit dem hydraulischen Bauelement (5) verschweißt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (10) und der Hydraulikblock (1) aus gleichen Metallen bestehen.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) aus Gußmetall besteht oder aus einem Strangpreßprofil hergestellt ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) ein Magnetventil (2) ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bauelement (5) ein Magnetventil (2) mit einer Spule (13) ist, die axial an den Befestigungsring (10) anschließend an dem Magnetventil (2) angeordnet ist.