DE102018211435A1

DE102018211435A1 - Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer Bremsdruckregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102018211435A1
Application number: DE102018211435.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Zander; Bernd Lutz; Michael Loeffler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US10988122B2; US20200017089A1; CN110696803A; JP2020037383A; JP7444553B2; CN110696803B

Abstract

Die Erfindung schlägt vor, einen Hydraulikblock (1) für ein Hydraulikaggregat einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage als Metall-Kunststoff-Verbundteil mit einem Metallteil (2), das hülsenförmige Bremsleitungsanschlüsse (4, 5), hülsenförmige Ventilaufnahmen (6, 7), hülsenförmigen Pumpenaufnahmen (8) und Rohre als Verbindungsleitungen (9) aufweist und mit Kunststoff zu dem quaderförmigen Hydraulikblock (1) umspritzt ist, auszubilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer Bremsdruckregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Mit „Bremsdruckregelung“ ist beispielsweise eine Regelung eines hydraulischen Bremsdrucks bei einer Fremdkraftbremsung und/oder einer Schlupfregelung gemeint. Schlupfregelungen sind beispielsweise eine Blockierschutzregelung, Antriebsschlupfregelung und eine Fahrdynamikregelung, wobei letztere auch als elektronisches Stabilitätsprogramm und umgangssprachlich oft als Schleuderschutzregelung bezeichnet wird. Für diese Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich. Solche Bremsdruckregelungen sind bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.
Hydraulikblöcke dienen einer mechanischen Befestigung und hydraulischen Verschaltung von Bauelementen der Bremsdruckregelung. Verschaltung meint eine hydraulische Verbindung der Bauelemente entsprechend einem hydraulischen Schaltplan der Bremsdruckregelung. Solche Bauelemente sind unter anderem Magnetventile, Hydropumpen, Rückschlagventile, Dämpferkammern, Hydrospeicher, Drucksensoren, ein Elektromotor zum Antrieb der Hydropumpen und ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung der Bauelemente bzw für die Bremsdruckregelung. Der Elektromotor und das elektronische Steuergerät werden üblicherweise außen an dem Hydraulikblock angeordnet. Typischerweise weisen Hydraulikblöcke für eine Bremsdruckregelung Bremsleitungsanschlüsse, Ventilaufnahmen, Pumpenaufnahmen und Aufnahmen für weitere Bauelemente der Bremsdruckregelung sowie Verbindungsleitungen auf, die die Bremsleitungsanschlüsse und Aufnahmen entsprechend dem hydraulischen Schaltplan der Bremsdruckregelung verbinden. Die Aufnahmen sind typischerweise durchmessergestufte Sacklöcher, in denen die Bauelemente angeordnet werden. Die Bremsleitungsanschlüsse sind typischerweise ebenfalls Sacklöcher zum Anschluss von Bremsleitungen, die von einem Hauptbremszylinder kommen und/oder zu hydraulischen Radbremsen führen, mit beispielsweise Schraub- oder Einpressnippeln. Die Bauelemente können vollständig in ihren Aufnahmen im Hydraulikblock versenkt angeordnet sein wie beispielsweise die Hydropumpen oder teilweise im Hydraulikblock versenkt sein und im übrigen aus dem Hydraulikblock vorstehen wie beispielsweise Magnetventile, deren hydraulische Teile typischerweise in den Ventilaufnahmen angeordnet sind und deren elektromechanische Teile aus dem Hydraulikblock vorstehen. Die hydraulischen Teile der Magnetventile bilden das Ventil im eigentlichen Sinne, die von den elektromechanischen Teilen, insbesondere einem Anker und einer Magnetspule betätigt werden.
Bestückt mit den Bauelementen der Bremsdruckregelung kann ein solcher Hydraulikblock als Hydraulikaggregat aufgefasst werden.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 059 924 A1 offenbart einen quaderförmigen Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer Bremsdruckregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit Bremsleitungsanschlüssen, Ventilaufnahmen, Pumpenaufnahmen und Aufnahmen für Hydrospeicher, Dämpferkammern und Drucksensoren.
Üblicherweise werden solche Hydraulikblöcke von einer durch Fließpressen aus Metall, nämlich aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Stangen mit rechteckigem Querschnitt abgetrennt und spanend bearbeitet. Dabei werden Oberflächen des Hydraulikblocks gefräst und die Bremsleitungsanschlüsse, Aufnahmen für die Bauelemente der Bremsdruckregelung und die Verbindungsleitungen gebohrt. An Außenseiten des Hydraulikblocks müssen die Verbindungsleitungen druckdicht verschlossen werden, was oft durch Einpressen einer Kugel erfolgt.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Hydraulikblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist ein Metall-Verbundteil mit einem Metallteil, das in ein anderes Teil eingebettet ist. Das andere Teil besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist insbesondere um das Metallteil urgeformt, beispielsweise gegossen oder spritzgegossen, so dass das Metallteil in das andere Teil eingebettet ist.
Das Metallteil weist Bremsleitungsanschlüsse, Ventilaufnahmen, Pumpenaufnahmen und Verbindungsleitungen auf. Das Metallteil kann alle oder nur einen Teil der Bremsleitungsanschlüsse, Ventilaufnahmen, Pumpenaufnahmen und Verbindungsleitungen des Hydraulikblocks aufweisen. Auch kann das Metallteil Aufnahmen für weitere Bauelemente der Bremsdruckregelung aufweisen.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass eine spanende Bearbeitung vollständig oder weitgehend entfällt. Beispielsweise können Oberflächen spanend (nach-) bearbeitet werden. Solche Oberflächen können beispielsweise Innenumfangsflächen der Bremsleitungsanschlüsse, Ventilaufnahmen, Pumpenaufnahmen und Aufnahmen für andere Bauelemente der Bremsdruckregelung sein. Auch Außenflächen des Hydraulikblocks können für die Anbringung des Elektromotors und/oder des elektronischen Steuergeräts spanend bearbeitet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit einer komplexen Leitungsführung, womit gemeint ist, dass die Verbindungsleitungen anders als bei einer Herstellung durch Bohren nicht gerade sein müssen sondern auch bogenförmig und/oder abgewinkelt verlaufen können. Die Verbindungsleitungen enden insbesondere innerhalb des Hydraulikblocks und müssen nicht an Oberflächen des Hydraulikblocks verschlossen werden.
Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Hydraulikblock in perspektivischer Darstellung; und
2 ein Metallteil des Hydraulikblocks aus 1.

Ausführungsform der Erfindung
Der in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Hydraulikblock 1 dient zu einer mechanischen Befestigung und hydraulischen Verschaltung von Bauelementen einer Bremsdruckregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Bremsdruckregelung kann eine Regelung eines hydraulischen Bremsdrucks einschließlich der Erzeugung des hydraulischen Bremsdrucks bei einer Fremdkraftbremsung und/oder eine Schlupfregelung sein, wobei zur Schlupfregelung Radbremsdrücke vorzugsweise einzelne in hydraulischen Radbremsen geregelt werden. Schlupfregelungen sind eine Blockierschutzregelung, eine Antriebsschlupfregelung und eine Fahrdynamikregelung, die auch als elektronisches Stabilitätsprogramm und umgangssprachlich als Schleuderschutzregelungen bezeichnet wird. Für diese Regelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR und FDR bzw. ESP gebräuchlich. Solche Bremsdruckregelungen sind bekannt und werden hier nicht erläutert.
Hydraulische Bauelemente einer Bremsdruckregelung sind unter anderem Magnetventile, Rückschlagventile, Hydropumpen, Hydrospeicher, Dämpferkammern und Drucksensoren. Die Aufzählung ist nicht zwingend vollständig. Die Hydropumpen sind meistens Kolbenpumpen, die auch als Pumpenelemente bezeichnet werden, verwendbar sind allerdings auch andere Hydropumpen wie beispielsweise (Innen-) Zahnradpumpen. Zum Antrieb der Hydropumpen dient normalerweise ein Elektromotor, der außen am Hydraulikblock angeordnet wird. Außerdem wird vielfach ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung der Bauelemente der Schlupfregelung und zur Bremsdruckregelung ebenfalls außen am Hydraulikblock angeordnet.
„Hydraulische Verschaltung“ bedeutet eine hydraulische Verbindung der Bauelemente entsprechend einem hydraulischen Schaltplan der Bremsdruckregelung. Bestückt mit den Bauelementen der Bremsdruckregelung bildet der Hydraulikblock 1 ein Hydraulikaggregat für die Bremsdruckregelung.
Der Hydraulikblock 1 ist ein Metall-Kunststoff-Verbundteil mit einem Metallteil 2, das in ein Kunststoffteil 3 eingebettet ist. Das Metallteil 2 ist als Einzelteil in 2 dargestellt. Das Kunststoffteil 3 kann allgemein auch als anderes Teil aufgefasst werden. Das Kunststoffteil 3 bzw. der Hydraulikblock 1 insgesamt sind quaderförmig, wobei andere Formen möglich sind.
Das Metallteil 2 ist durch Urformen, beispielsweise durch Metallspritzgießen, 3-D-Metalldruck oder Feinguss hergestellt. Es weist sechs Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, acht Ventilaufnahmen 6, 7 und zwei Pumpenaufnahmen 8 auf. Die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7 und Pumpenaufnahmen 8 sind hülsenförmig mit unterschiedlichen Größen und Formen und weisen teilweise Durchmesserstufen auf. Verbunden sind die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7 und Pumpenaufnahmen 8 durch Rohre als Verbindungsleitungen 9, die die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7 und Pumpenaufnahmen 8 mechanisch miteinander verbinden und hydraulisch entsprechend dem hydraulischen Schaltplan der Bremsdruckregelung verbinden.
Das in das Kunststoffteil 3 eingebettete Metallteil 2 ist dünnwandig, das heißt Wandungen der hülsenförmigen Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7, Pumpenaufnahmen 8 und Verbindungsleitungen 9 sind nicht dicker als ein Durchmesser oder ein Radius der Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7, Pumpenaufnahmen 8 und Verbindungsleitungen 9. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform sind die Wandungen der Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7 und Pumpenaufnahmen 8 nicht dicker als ein Radius der Verbindungsleitungen 9.
Vier der Bremsleitungsanschlüsse 4 sind zum Anschluss nicht dargestellter, hydraulischer Radbremsen und zwei der Bremsleitungsanschlüsse 5 zum Anschluss des Hydraulikblocks 1 an einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder vorgesehen. Die Radbremsen und der Hauptbremszylinder werden durch Bremsleitungen mit Schraubnippeln oder Einpressnippeln angeschlossen (nicht dargestellt). Die vier Bremsleitungsanschlüsse 4 für die Radbremsen sind in einer geraden Linie nebeneinander so am Metallteil 2 angeordnet, dass sie sich am fertigen Hydraulikblock 1 eingebettet in das Kunststoffteil 3 in einer Querseite des Hydraulikblocks 1 befinden. Diese Querseite des Hydraulikblocks 1 wird deswegen als Anschlussseite 10 bezeichnet. Sie ist in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform länger als Längsseiten des Hydraulikblocks 1.
Die beiden Bremsleitungsanschlüsse 5 für den Hauptbremszylinder sind versetzt zu der Reihe der Bremsleitungsanschlüsse 4 für die Radbremsen ebenfalls in der Anschlussseite 10 des Hydraulikblocks 1 angeordnet. Mündungen der Bremsleitungsanschlüsse 4, 5 sind bündig mit der Anschlussseite 10 des Hydraulikblocks 1.
Die ebenfalls hülsenförmigen Ventilaufnahmen 6, 7 sind so am Metallteil 2 angeordnet, dass sie sich in einer von zwei einander gegenüberliegenden großen, an die Anschlussseite 10 angrenzenden Seite des fertigen Hydraulikblocks 1 befinden. Die Seite mit den Ventilaufnahmen 6, 7 wird hier als Ventilseite 11 des Hydraulikblocks 1 bezeichnet. Mündungen der Ventilaufnahmen 6, 7 sind bündig mit der Ventilseite 11. Die insgesamt acht Ventilaufnahmen 6 sind in zwei zu der Anschlussseite 10 parallelen Reihen mit jeweils vier Ventilaufnahmen 6, 7 im Hydraulikblock 1 angeordnet, wobei vier Ventilaufnahmen 6 für Einlassventile der Bremsdruckregelung in einer ersten Reihe nahe der Anschlussseite 10 und vier Ventilaufnahmen 7 für Auslassventile der Bremsdruckregelung in einer zweiten Reihe auf einer der Anschlussseite 10 abgewandten Seite der Ventilaufnahmen 6 für die Einlassventile in der Ventilseite 11 des Hydraulikblocks 1 angeordnet sind.
Die Ventilaufnahmen 6, 7 sind zur Aufnahme von nicht dargestellten Magnetventilen, nämlich vier Einlassventilen und vier Auslassventilen der Bremsdruckregelung vorgesehen. Dabei werden hydraulische Teile der Magnetventile in den Ventilaufnahmen 6, 7 angeordnet und Ventildome stehen von der Ventilseite 11 des Hydraulikblocks 1 ab. Die hydraulischen Teile der Magnetventile enthalten Absperrkörper und Ventilsitze der Magnetventile und bilden die eigentlichen Ventile und die Ventildome enthalten einen Anker zur Betätigung der Ventile. Ringförmige Magnetspulen werden auf die Ventildome aufgesetzt, befinden sich also ebenfalls außen auf der Ventilseite 11 des Hydraulikblocks 1.
Die beiden durchmessergestuften, hülsenförmigen Pumpenaufnahmen 8 sind gleichachsig einander gegenüber am Metallteil 2 so angeordnet, dass sie im fertigen Hydraulikblock 1 parallel zu den Querseiten und den großen Seiten und damit parallel zu der Anschlussseite 10 und der Ventilseite 11 des quaderförmigen Hydraulikblocks 1 angeordnet sind. Mündungen der beiden Pumpenaufnahmen 8 sind bündig mit Längsseiten des Hydraulikblocks 1, die in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kürzer als die Querseiten sind, was allerdings nicht zwingend für die Erfindung ist. Die Längsseiten des Hydraulikblocks 1 werden hier als Pumpenseiten 12 bezeichnet.
Die beiden Pumpenaufnahmen 8 dienen zur Aufnahme zweier nicht gezeichneter Kolbenpumpen, die auch als Pumpenelemente aufgefasst werden können und Hydropumpen der Bremsdruckregelung bilden. Angetrieben werden die beiden Kolben- bzw. Hydropumpen mittels eines zwischen ihnen angeordneten Exzenters, der mit einem Elektromotor antreibbar ist. Der in der Zeichnung nicht sichtbare Exzenter befindet sich in einem ebenfalls nicht sichtbaren Exzenterraum im Kunststoffteil 3 des Hydraulikblocks 1. Der Exzenterraum ist eine zylindrische Senkung in der Ventilseite 11 oder, wie in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, in einer der Anschlussseite 10 gegenüberliegenden Motorseite des Hydraulikblocks 1. Die beiden Pumpenaufnahmen 8 münden radial in den Exzenterraum. Der nicht gezeichnete Elektromotor wird auf einer Mündung des Exzenterraums, also auf der Ventilseite 11 oder der Motorseite des Hydraulikblocks 1 am Kunststoffteil 3 angeordnet.
Die die Verbindungsleitungen 9 bildenden Rohre des Metallteils 2 verbinden die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, Ventilaufnahmen 6, 7 und die Pumpenaufnahmen 8 mechanisch miteinander und hydraulisch entsprechend dem hydraulischen Schaltplan der Bremsdruckregelung.
Nach der Herstellung des Metallteils 2 durch Urformen wird das Metallteil 2 in das Kunststoffteil 3 eingebettet, wobei das Kunststoffteil 3 ebenfalls urgeformt, nämlich das Metallteil 2 mit einem das Kunststoffteil 3 bildenden Kunststoff umspritzt wird, so dass der quaderförmigen Hydraulikblock 1 entsteht. Bestückt mit den Bauelementen der Bremsdruckregelung, also den Magnetventilen, Hydropumpen und weiteren, nicht dargestellten Bauelementen wie Rückschlagventilen, Hydrospeichern, Dämpferkammern und Drucksensoren bildet der Hydraulikblock 1 ein Hydraulikaggregat für die Bremsdruckregelung. „Bestücken“ bedeutet ein Anordnen oder Anbringen der Bauelemente der Bremsdruckregelung an den dafür vorgesehenen Stellen an oder im Hydraulikblock 1. Das Kunststoffteil 2, in das das Metallteil 1 eingebettet ist, stützt die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, die Ventilaufnahmen 6, 7 und die Pumpenaufnahmen 8 mechanisch, so dass das Metallteil 1 auf die Bauelemente einwirkende und von den Bauelementen ausgeübte mechanische Belastungen nicht alleine aufnehmen muss.
Das Metallteil 2 enthält alle Aufnahmen und Elemente, die bei einer Bremsdruckregelung einschließlich einer Bremsdruckerzeugung mit den Hydropumpen und/oder dem Hauptbremszylinder mit Bremsdruck (Hochdruck) beaufschlagt werden können. Das sind die Bremsleitungsanschlüsse 4, 5, die Ventilaufnahmen 6, 7, die Pumpenaufnahmen 8 und die Verbindungsleitungen 9. Ebenso enthält das Metallteil 2 Aufnahmen für Rückschlagventile, Dämpferkammern und Drucksensoren, soweit sie mit dem Bremsdruck beaufschlagt werden können. Aufnahmen für Bauelemente der Bremsdruckregelung, die nicht mit dem Bremsdruck beaufschlagt werden wie Hydrospeicher können ebenfalls am Metallteil 2 oder aber im Kunststoffteil 3 vorgesehen sein (nicht dargestellt).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006059924 A1 [0005]

Claims

Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer Bremsdruckregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit Bremsleitungsanschlüssen (4, 5), Ventilaufnahmen (6, 7), Pumpenaufnahmen (8) und Verbindungsleitungen (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) ein Metall-Verbundteil mit einem Metallteil (2), das Bremsleitungsanschlüsse (4, 5), Ventilaufnahmen (6, 7), Pumpenaufnahmen (8) und Verbindungsleitungen (9) aufweist, und dass das Metallteil (2) in ein anderes Teil (3) eingebettet ist.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsleitungsanschlüsse (4, 5), Ventilaufnahmen (6, 7) und/oder Pumpenaufnahmen (8) des Metallteils (2) hülsenförmig und/oder die Verbindungsleitungen (9) des Metallteils (2) Rohre sind.
Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil (2) dünnwandig ist.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil (2) durch Urformen, Metallgießen, Feingießen, Metallsprizgießen oder 3D-Metalldruck hergestellt ist.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Teil (3) aus Kunststoff besteht.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Teil (3) um das Metallteil (2) urgeformt, gegossen oder spritzgegossen ist.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikblock (1) ein Quader ist.