DE102019214773A1

DE102019214773A1 - Bremssystemdämpfvorrichtung mit einem Stützelement

Info

Publication number: DE102019214773A1
Application number: DE102019214773.9A
Authority: DE
Inventors: Edgar Kurz; Wolfgang Schuller; Achim Romer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremssystemdämpfvorrichtung (10) mit einem ersten Raum (20), an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum (28), in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement (22) zum Abtrennen des ersten Raumes (20) vom zweiten Raum (28), wobei das Trennelement (22) verformbar gestaltet und beim Verformen an ein Stützelement (26) anzulegen ist. Dabei ist erfindungsgemäß das Stützelement (26) als ein Fließpressbauteil hergestellt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Bremssystemdämpfvorrichtung mit einem ersten Raum, an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum, in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement zum Abtrennen des ersten Raumes vom zweiten Raum, wobei das Trennelement verformbar gestaltet und beim Verformen an ein Stützelement anzulegen ist.
Bremssysteme, insbesondere Hydraulikbremssysteme, dienen zum Verzögern einer Fahrgeschwindigkeit von Fahrzeugen, wie etwa PKWs und LKWs. Im Betrieb solcher Bremssysteme treten verschiedene dynamische Effekte auf, unter anderem Druckschwankungen in dort vorhandenen Leitungen und Räumen, die zu Schwingungen bzw. Pulsationen und dadurch zu unerwünschten Geräuschen und Vibrationen führen. Um solche Schwingungen zu minimieren bzw. eine Dämpfwirkung bei diesen Schwingungen zu erzielen, werden Bremssystemdämpfvorrichtungen, im Folgenden auch Dämpfer genannt, an einem oder mehreren Einbauorten im Bremssystem eingesetzt. Diese Dämpfer umfassen einen ersten Raum, in dem ein hydraulischer Druck anzulegen ist. Der Raum ist grundsätzlich eine Art Behälter. Der Druck ist grundsätzlich das Ergebnis einer auf eine Fläche einwirkenden Kraft. In den Dämpfern wird eine Kraft hydraulisch, das heißt über eine unter Druck stehende Flüssigkeit, übertragen.
Bekannt sind Dämpfer mit einem Trennelement, welches den Raum in einen ersten Raum, in dem sich eine Flüssigkeit bzw. ein Fluid befindet, und einen weiteren, zweiten Raum trennt, in dem sich ein kompressibles Medium, in der Regel in Form eines Gases, befindet. Das Volumen eines verformbaren Behälters, in dem sich ein Gas befindet, nimmt bekanntlich ab, wenn von außen ein erhöhter Druck auf diesen Behälter ausgeübt wird. Genauso nimmt mittels des Trennelements auch das Volumen des zweiten Raumes ab, wenn am ersten Raum ein hydraulischer Druck anliegt.
Lässt dieser Druck wieder nach, so nimmt entsprechend auch das Volumen des Gases und somit des zweiten Raumes wieder zu. Der zweite Raum wirkt also wie eine pneumatische Feder, auch Gasfeder genannt. Wie weich oder hart diese Gasfeder dämpft, ist abhängig vom Gasvolumen des zweiten Raumes. Je größer das Gasvolumen, umso weicher die Dämpfung.
Bei einem Bremsvorgang tritt ein Fahrzeugführer auf ein Bremspedal, welches dabei einen Pedalweg zurücklegt. Dieser Pedalweg steht in direktem Zusammenhang zum Gasvolumen des hier relevanten zweiten Raumes. Je größer das Gasvolumen ist, umso länger ist auch der Pedalweg. Der positive Effekt einer weichen Dämpfung steht somit dem negativen Effekt einer großen Pedalweglänge gegenüber.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung in einem Bremssystem mit verbesserten Dämpfeigenschaften bereitzustellen, die besonders variabel und kostengünstig herzustellen ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist eine Bremssystemdämpfvorrichtung mit einem ersten Raum, an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum, in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement zum Abtrennen des ersten Raumes vom zweiten Raum, wobei das Trennelement verformbar gestaltet und beim Verformen an ein Stützelement anzulegen ist. Dabei ist das Stützelement als ein Fließpressbauteil hergestellt.
Im Gegensatz zu anderen möglichen Herstellungsverfahren für das erfindungsgemäße Stützelement hat sich gemäß den erfindungsgemäßen Untersuchungen gezeigt, dass gerade das technische Verfahren des Fließpressens vorliegend von besonderer Bedeutung und mit besonderen Vorteilen behaftet ist. Mit dem derartigen Verfahren kann das Stützelement hinsichtlich seiner Form und Stabilität den vorliegend notwendigen Bedingungen besonders vorteilhaft angepasst werden. So können die notwendigen Festigkeiten und zugleich die einzuhaltenden Randbedingungen hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Platzes und der einzuhaltenden Gewichtsgrenzen erfüllt werden.
Beim Fließpressen handelt es sich um ein Umformverfahren, bei dem das umzuformende Werkstück mittels einer Druckbeaufschlagung hergestellt wird. Die Fließpressverfahren sind in der DIN 8583-6 näher beschrieben und werden dort zusätzlich anhand der Querschnittsform vor Beginn der Umformung näher unterteilt. Vorliegend wird ein Hohl-Fließpressen bevorzugt. Hinsichtlich DIN 8582 wird vorliegend eine Warmumformung bzw. Schmieden oder eine Halbwarmumformung bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Stützelement ist besonders kostengünstig herzustellen und als solches einfach zu verbauen. Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für das Stützelement vielfältige Varianten vergleichsweise einfach hergestellt werden, so dass eine hohe Variantenvielfalt an Bremssystemdämpfvorrichtungen bereitzustellen ist. So können die mit dem zweiten Raum geschaffenen, zugehörigen Gasfedern variabel gestaltet werden. Insbesondere können Stützelemente mit unterschiedlichen großen zweiten Räumen des darin gefassten Gasvolumens bereitgestellt werden. Auf diese Weise können einfach und kostengünstig Bremssysteme mit unterschiedlicher Steifigkeit des zugehörigen Bremspedals, mit unterschiedlichem Ansprechverhalten und unterschiedlichem NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) geschaffen werden. So kann mit solchen Varianten speziell auf Kundenwünsche eingegangen werden.
Das erfindungsgemäße Stützelement ist dabei vorzugsweise außenseitig mit einem Hinterstich bzw. in seiner Axialrichtung betrachtet mit einer Hinterschneidung gestaltet, in die hinein das Trennelement eingesetzt ist. Mit dem derartigen Hinterstich ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Stützelement und dem Trennelement gebildet, mittels der das Trennelement vorteilhaft am Stützelement auch bei Zugbelastung in axialer Richtung zu halten ist. Dieses Halten ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in dem ersten Raum ein Unterdruck im Vergleich zum zweiten Raum entsteht, wenn also das Trennelement aufgrund eines zumindest kurzzeitigen Überdruckes im zweiten Raum in Richtung zum ersten Raum gedrängt wird.
Das Stützelement gemäß der Erfindung ist mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ferner vorteilhaft an seiner dem Trennelement zugewandten Seite mit einer Trichterform in Axialrichtung gestaltet. Unter Trichterform wird dabei eine axiale Verjüngung bzw. Einengung eines nach außen hin offenen Bereichs im Zentrum des Stützelements verstanden. In diesen offenen Bereich hinein kann sich das Trennelement bei einem Verformen und Eindringen in den zweiten Raum hinein an das Stützelement anlegen. Dadurch ist das Trennelement abgestützt und vor Beschädigung geschützt. Zugleich verringert sich das Volumen des zweiten Raums in vordefinierter Weise, wobei die dabei wirksamen hydraulischen Flächen am Trennelement mittels der Form des offenen Bereiches beeinflussbar sind. Die erfindungsgemäße Trichterform bewirkt dabei insbesondere, dass sich das Trennelement in genau vordefinierter Weise an das Stützelement anlegt und sich auch in genau vordefinierter Weise von diesem wieder löst, ohne dass es dabei zu einem sogenannten hydraulischen Kleben kommen könnte.
Ferner ist das erfindungsgemäße Stützelement an seiner dem Trennelement zugewandten Seite mit einem Stützwulst gestaltet. Unter Stützwulst wird dabei ein Bereich am Stützelement verstanden, der eine konvexe Auswölbung bzw. Verdickung in axialer und insbesondere auch in radialer Richtung bildet, an die sich das Trennelement bei seiner Verformung anlegen kann. Das derartige Anlegen und auch Wiederablösen des Trennelements ermöglicht eine dauerhaft schadlose Verformung des Trennelements selbst bei Einwirkung besonders hoher hydraulischer Kräfte.
Das Trennelement ist vorteilhaft mit einer Membran, vorzugsweise mit einer Rollmembran gestaltet. Membranen sind hier grundsätzlich als Dichtelemente zu verstehen, die als elastische, bewegliche Trennwände bzw. Trennelemente zwei Räume hermetisch gegeneinander abtrennen. Speziell Rollmembrane sind dabei nur für eine einseitige Druckbelastung in Richtung einer Schlaufeninnenseite bzw. Membrankopfsenke vorgesehen. Volumenänderungen setzen Rollmembrane nur eine vernachlässigbar geringe Eigensteifigkeit bzw. einen geringen Widerstand gegen elastische Verformung entgegen. Rollmembrane sind also aufgrund ihrer Formgebung besonders gut als Trennelement für die erfindungsgemäße Bremssystemdämpfvorrichtung geeignet. Vorteilhaft ist das erste Trennelement aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, hergestellt. Elastomere sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe. Diese Kunststoffe können sich daher bei Zug und Druckbelastung verformen, finden aber danach in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück. Somit sind Elastomere besonders gut geeignete Werkstoffe für Trennelemente im Sinne dieser Erfindung, wie zum Beispiel für die oben beschriebene Rollmembran. Das Elastomer muss seine Elastizität behalten und darf weder zu viel quellen noch schrumpfen. Deshalb muss für das abzudichtende Medium ein geeignetes Elastomer verwendet werden. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, auch kurz EPDM genannt, ist ein gegen Bremsmedium beständiges Elastomer und daher für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Bremssystemdämpfvorrichtung besonders geeignet.
Das erfindungsgemäße Trennelement ist ferner vorzugsweise mit einer dem Stützelement zugewandten, konvex gewölbten Bodenplatte gestaltet. Die derartig geformte Bodenplatte legt sich beim Bewegen in Richtung zum Stützelement an diesem zunächst mit seinem Mittelbereich bzw. Zentrum an dem Stützelement an. Erst danach folgen, von radial innen nach außen, die weiter außen liegenden Bereiche der Bodenplatte, bis diese schließlich vollständig an dem Stützelement zum Anliegen kommt. Der Lösevorgang der Bodenplatte weg von dem Stützelement erfolgt in umgekehrter Reihenfolge von außen nach innen. Die derartige Bewegung der Bodenplatte hin und weg von dem Stützelement verhindert ein ansonsten mögliches hydraulisches Kleben an dem Stützelement. Auf die derartige Gestaltung der erfindungsgemäßen Bodenplatte soll vorliegend auch ohne die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale eigenständig Schutz ausgerichtet sein.
Das erfindungsgemäße Trennelement ist auch vorteilhaft mit einem das Stützelement außen umgreifenden Dichtwulst gestaltet. Der Dichtwulst trägt, wie oben bereits erläutert, ebenfalls zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen Stützelement und Trennelement bei. Darüber hinaus kann an dem Dichtwulst das Trennelement auch vorteilhaft radial außen zu einem Gehäuse hin abgedichtet sein, so dass insbesondere auch der zweite Raum mittels dieses Dichtwulstes gegen ein Gehäuse abzudichten ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Stützelements ist ferner in vorteilhafter Weise ein dritter Raum von dem zweiten Raum abzutrennen, wobei der zweite Raum mit dem dritten Raum mittels eines in dem zweiten Trennelement gestalteten Durchlasses mediumleitend verbunden ist, und mit dem ersten Trennelement ein Verschlusselement zu bewegen ist, mittels dem der Durchlass zu verschließen ist, sobald in dem ersten Raum der hydraulische Druck einen vordefinierten Druckwert erreicht hat, wobei insbesondere das erste Trennelement einstückig mit dem Verschlusselement ausgebildet ist. Der dritte Raum enthält dabei also wie der zweite Raum das kompressible Medium, welches vorzugsweise mit einem Gas und besonders bevorzugt mit Luft gestaltet ist. Das zweite Trennelement separiert den dritten von dem zweiten Raum, wobei die beiden Räume aber zunächst mittels des mediumleitenden Durchlasses verbunden bleiben. Der Durchlass bzw. die Anbindung ist vorzugsweise mit einer einfachen Bohrung gestaltet und mittels des Verschlusselements des ersten Trennelements verschließbar. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Verschlusselement einfach um einen Flächenbereich auf der Oberfläche des ersten Trennelements. Dieses Verschlusselement verschließt erst dann den Durchlass, wenn ein dafür ausreichender hydraulischer Druck in dem ersten Raum anliegt. Konkret ist das erste Trennelement insbesondere ab dem vordefinierten Druckwert soweit verformt, dass es dann an dem zweiten Trennelement anliegt. Das zweite Trennelement bildet also vorzugsweise einen Anschlag für das V ersch lusselement.
Aufgrund des verschlossenen Durchlasses ist der dritte Raum dann vom zweiten Raum abgekoppelt und steht somit nicht mehr für den restlichen Dämpfer zur Verfügung. Für die weitere Dämpfwirkung oberhalb des vordefinierten Druckwerts verbleibt nur noch das Mediumvolumen im zweiten Raum. Dieses ist aufgrund des in Richtung des zweiten Trennelements verformten ersten Trennelements nun relativ klein. Somit hat der erfindungsgemäße Dämpfer nur noch eine geringere Elastizität und Dämpfwirkung, denn der zweite Raum kann kaum noch Volumen aufnehmen. Der vorteilhafte Effekt dabei ist aber, dass sich nun ein Pedalweg bzw. der Weg eines Bremspedals des Bremssystems bei einer Betätigung mittels eines Fahrzeugführers nicht mehr wesentlich verlängert. Besonders vorteilhaft liegt das erste Trennelement bei Verschluss des Durchlasses sogar vollständig an der Innenwand des zweiten Raumes, einschließlich der dem zweiten Raum zugewandten Seite des zweiten Trennelements an, sodass der zweite Raum gänzlich verschwindet bzw. kein Volumen mehr hat. Dann verlängert sich der Pedalweg ab dem vordefinierten Druckwert überhaupt nicht mehr. Die dadurch ebenfalls wegfallende Dämpfwirkung ist vertretbar, denn der für die Dämpfung relevante Druckbereich liegt unterhalb des vordefinierten Druckwerts.
Der Druckwert ist also vorzugsweise so gewählt bzw. vordefiniert, dass er den oberen Grenzwert eines für die Dämpfung relevanten Druckbereichs darstellt. Die jeweiligen Volumen des zweiten und dritten Raumes sind dabei bevorzugt auf den relevanten Druckbereich und die gewünschte Elastizität bzw. Dämpfwirkung des Dämpfers abgestimmt. Auf diese vorteilhafte Weise verbindet der Dämpfer die große Elastizität des großen Mediumvolumens im für die Dämpfung relevanten Druckbereich mit einer Begrenzung des von dem ersten Raum aufnehmbaren Volumens oberhalb dieses Druckbereichs. Mit anderen Worten, es besteht keine direkte Abhängigkeit mehr zwischen dem verdrängten Volumen an Bremsmedium zum für die Dämpfung verwendeten Mediumvolumen. Der Dämpfer bietet somit hervorragende Dämpfungseigenschaften bei kurzem Pedalweg.
Ein weiterer Vorteil der derartigen Gestaltung liegt darin, dass der Druck im abgeschlossenen dritten Raum deutlich niedriger ist, als der Druck in einem zweiten Raum ohne Durchlass zu einem weiteren Raum, also beim Stand der Technik, wäre. Dadurch werden unerwünschte Effekte reduziert. Zum einen verringert sich bei geringerem Druck die Permeation durch das erste Trennelement, zum anderen ist die Temperatur des Mediums bei geringerem Druck nicht so hoch, wodurch eine Materialalterung des ersten Trennelements verzögert wird.
Ferner ist erfindungsgemäß vorteilhaft das Stützelement mittels eines Deckels in einem Gehäuse gehalten, der mittels einer Selbstverstemmung in dem Gehäuse gehalten ist. Die derartige Kopplung eines Deckels in einem Gehäuse bei gleichzeitiger Festlegung des Stützelements in dem Gehäuse ist fertigungstechnisch besonders vorteilhaft.
Zudem ist erfindungsgemäß vorteilhaft der vordefinierte Druckwert mit einem Wert zwischen 0 und 30 bar, vorzugsweise zwischen Bereich 3 und 10 bar, und besonders bevorzugt mit 5 bar vordefiniert. Wenn ein Bremssystem einen Druck von etwa 60 bar an ein zugehöriges Rad eines Fahrzeugs anlegt, bewirkt dies sicher eine Blockade des Rades. Für die Schwingungs- bzw. Pulsationsdämpfung in Bremssystemen ist aber nur ein deutlich kleinerer, begrenzter Druckbereich relevant. Bei einem erreichten Druckwert von etwa 5 bar ist die störende Schwingung bzw. Pulsation bereits ausreichend gedämpft. Daher ist der Druckwert besonders vorteilhaft auf diesen Wert festzulegen.
Das kompressible Medium, welches im zweiten und dritten Raum enthalten ist, ist vorzugsweise als ein Gas und besonders bevorzugt als Luft gestaltet. Luft ist leicht verfügbar, ohne Kosten einsetzbar und komprimierbar, und somit hervorragend für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Bremssystemdämpfvorrichtung geeignet.
Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Bremssystemdämpfvorrichtung bevorzugt für eine Verwendung in Fahrdynamikregelungen und/oder Fremdkraftbremssystemen vorgesehen. Eine Fahrdynamikregelung bzw. Elektronisches Stabilitätsprogramm, auch ESP genannt, ist ein elektronisch gesteuertes Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, das durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder dem Ausbrechen des Kraftfahrzeugs entgegenwirkt. Ein Fremdkraftbremssystem bzw. eine Fremdkraftbremsanlage wird mittels fremd erzeugter Kraft bedient. Beispielsweise ist eine elektrohydraulisch betätigte Bremse eine Fremdkraftbremse, bei der die Betätigungsenergie aus einem hydraulischen Druckspeicher kommt, der von einer Pumpe aufgeladen wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 ein Beispiel einer der Erfindung zugrundeliegenden Bremssystemdämpfvorrichtung,
2 die Bremssystemdämpfvorrichtung in 1 bei einem ersten angelegten hydraulischen Druck,
3 die Bremssystemdämpfvorrichtung in 1 bei einem zweiten angelegten hydraulischen Druck,
4 ein Diagramm mit Kennlinien zur Abhängigkeit von Druck und Volumenaufnahme in Bremssystemdämpfvorrichtungen,
5 ein Ausführungsbeispiel einer Bremssystemdämpfvorrichtung gemäß der Erfindung.

In der 1 ist eine Bremssystemdämpfvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 12 und einem Deckel 14 dargestellt. In dem Gehäuse 12 ist eine Zuleitung 16 angeordnet, in der vorliegend kein hydraulischer Druck anliegt, dargestellt mittels eines durchkreuzten Pfeils 18. Die Zuleitung 16 mündet in einen ersten Raum 20, an den sich ein erstes Trennelement 22, hier eine Rollmembran, anschließt. Vom ersten Raum 20 gesehen hinter dem ersten Trennelement 22 befindet sich ein zweiter Raum 24, an den sich ein zweites Trennelement bzw. Stützelement 26 anschließt, wobei sich in Betrachtungsrichtung hinter dem Stützelement 26 ein dritter Raum 28 befindet.
Der erste Raum 20 ist umgeben von einer Gehäuseinnenwand 30 und einer ersten Trennelementinnenwand 32 des ersten Trennelements 22, im Folgenden als Rollmembran bezeichnet. Mittig in dem Trennelement 22 und mit diesem einstückig ausgebildet ist ein Verschlusselement 34 angeordnet, von dem sich das Trennelement 22 weiter nach außen zu einer Membranfalte 36 erstreckt. Innerhalb der Membranfalte 36 bzw. von dieser umgeben befindet sich eine Membranfaltensenke 38. Im Anschluss an die Membranfalte 36 erstreckt sich das Trennelement 22 bis zu einem Membrankragen 40, der eine Kopplungsfassung 42 des Gehäuses 12 umgreift. Das als Rollmembran gestaltete Trennelement 22 liegt mit einem Teil seiner Trennelementinnenwand 32 dichtend an der Gehäuseinnenwand 30 an, und ist mit einer ersten Trennelementaußenwand 44 dem zweiten Raum 24 zugewandt. Der zweite Raum 24 ist umgeben von der ersten Trennelementaußenwand 44 und einer zweiten Trennelementinnenwand 46 des Stützelements 26.
Das Stützelement 26 erstreckt sich mit einer Membranhalteeinrichtung 48 in die Membranfaltensenke 38. Mittig in dem Stützelement 26 ist ein Durchlass 50 angeordnet, welcher den zweiten Raum 24 mit dem dritten Raum 28 verbindet. Dabei führt der Durchlass 50 durch die zweite Trennelementinnenwand 46, das Stützelement 26 und ein zweite Trennelementaußenwand 52 hindurch. Der dritte Raum 28 ist umgeben von der zweiten Trennelementaußenwand 52 und einer Deckelinnenwand 54 des Deckels 14.
Im dargestellten Ausgangszustand der Bremssystemdämpfvorrichtung 10 liegt in dem ersten Raum 20, in dem sich ein Bremsmedium befindet, zunächst kein hydraulischer Druck an. Das Trennelement 22, welches aus einem Elastomer hergestellt ist, befindet sich hier im Wesentlichen in ihrer Grundform. Dabei liegt sie an der Gehäuseinnenwand 30 derart an, dass der erste Raum 20 zum zweiten Raum 24 hermetisch abgedichtet ist, wobei sich in dem zweiten Raum 24 ein Gas befindet, hier speziell Luft. Dieses Gas befindet sich auch in dem dritten Raum 28, der mittels des Durchlasses 50 mit dem zweiten Raum 24 verbunden ist. Somit bilden diese beiden Räume 24, 28 ein gemeinsames für die Dämpfung verfügbares Gasvolumen. Aufgrund der größeren Elastizität dieses Gasvolumens wird beim Bremsen bzw. beim Anlegen eines hydraulischen Drucks an den ersten Raum 20 eine bessere Dämpfwirkung erzielt.
Wenn ein hydraulischer Druck im ersten Raum 20 anliegt, verformt sich das Trennelement 22 derart, dass sich das Gasvolumen im zweiten Raum 24 verkleinert. Das Verschlusselement 34 bewegt sich dabei in den zweiten Raum 24 hinein. Ab einem bestimmten hydraulischen Druck, der oberhalb eines für die Dämpfung relevanten Druckbereichs festgelegt ist, liegt das Verschlusselement 34 an der zweiten Trennelementinnenwand 46 des Stützelements 26 an und verschließt den Durchlass 50 zum dritten Raum 28. Dabei wirkt das Stützelement 26 wie ein Anschlag. Zustände der Bremssystemdämpfvorrichtung 10, bei denen das Trennelement 22 bzw. dessen Verschlusselement 34 an dem Stützelement 26 anliegt und den Durchlass 50 verschließt, sind in 2 und 3 dargestellt.
Aufgrund des verschlossenen Durchlasses 50 ist der dritte Raum 28 nun vom zweiten Raum 24 getrennt, wodurch für die weitere Dämpfung nur noch das verbliebene Gasvolumen im zweiten Raum 24 verwendet werden kann. Die Elastizität und Dämpfwirkung ist nur noch gering, denn der zweite Raum 24 kann kaum noch Volumen aufnehmen. Diese Wirkung ist gewollt, denn so wird auch der Weg eines mit dem Bremssystem verbundenen Bremspedals nicht mehr wesentlich verlängert. Bei dem in 3 dargestellten Zustand der Bremssystemdämpfvorrichtung 10 liegen das Trennelement 22 und das Stützelement 26 lückenlos bzw. vollflächig aneinander an, sodass der zweite Raum 24 gänzlich verschwindet bzw. kein Volumen mehr hat. In diesem Fall verlängert sich der Weg des Bremspedals nicht mehr.
Sobald der im ersten Raum 20 anliegende hydraulische Druck nachlässt, bewegt sich das Trennelement 22 wieder in ihren Ausgangszustand bzw. ihre Ausgangsposition zurück.
Die 2 zeigt die Bremssystemdämpfvorrichtung 10 aus 1, allerdings in einem Zustand, bei dem an dem ersten Raum 20 ein erster hydraulischer Druck anliegt, dargestellt mittels eines Pfeils 56 im Bereich der Zuleitung 16.
Wie bereits erwähnt, liegt das Verschlusselement 34 dabei an der zweiten Trennelementinnenwand 46 des Stützelements 26 an und verschließt den Durchlass 50 zum dritten Raum 28. Für die weitere Dämpfung ist somit nur noch das verbliebene Volumen im zweiten Raum 24 verwendbar. In der Darstellung von 2 ist das hauptsächlich der Bereich um die Membranhalteeinrichtung 48. Die Auswirkungen auf die Dämpfung und den Bremsvorgang wurden bereits ausführlich in der Beschreibung zu 1 ausgeführt und werden hier daher nicht erneut beschrieben.
In der 3 ist die Bremssystemdämpfvorrichtung 10 aus 1 dargestellt, allerdings in einem Zustand, bei dem an dem ersten Raum 20 ein zweiter hydraulischer Druck anliegt, dargestellt mittels eines Pfeils 58 im Bereich der Zuleitung 16.
Wie bereits erwähnt, liegt das Verschlusselement 34 dabei an der zweiten Trennelementinnenwand 46 des Stützelements 26 an und verschließt den Durchlass 50 zum dritten Raum 28. Darüber hinaus liegen das Trennelement 22 und das Stützelement 26 lückenlos aneinander an, sodass der zweite Raum 24 kein Volumen mehr aufweist. Die damit verbundenen Auswirkungen auf die Dämpfung und den Bremsvorgang wurden bereits ausführlich in der Beschreibung zu 1 ausgeführt und werden daher hier nicht erneut beschrieben.
Die 4 zeigt ein Diagramm zur Abhängigkeit zwischen einem Druck 60 und einer Volumenaufnahme 62 in derartigen Bremssystemdämpfvorrichtungen. Dabei ist der Druck 60 auf der x-Achse und die Volumenaufnahme 62 auf der y-Achse abgebildet. Von einem Koordinatenursprung des Diagramms aus erstrecken sich eine erste Kennlinie 64 und eine zweite Kennlinie 66. Zudem zeigt das Diagramm eine die x-Achse kreuzende vertikale, gestrichelte Linie 68 und eine die y-Achse kreuzende horizontale, gestrichelten Linie 70.
Die erste Kennlinie 64 zeigt die Abhängigkeit zwischen Druck und Volumenaufnahme für eine Bremssystemdämpfvorrichtung mit einem kleinen Volumen von für die Dämpfung zur Verfügung stehendem Medium. Für diese Kennlinie 64 sei hier vereinfacht das Volumen des zweiten Raumes 24 in 1 angenommen.
Die zweite Kennlinie 66, welche sich oberhalb der ersten Kennlinie 64 erstreckt, zeigt die Abhängigkeit von Druck und Volumenaufnahme für eine Bremssystemdämpfvorrichtung mit einem dazu vergleichsweise großen Volumen von für die Dämpfung zur Verfügung stehendem Medium. Vereinfachend wird hierfür die Kennlinie 66 das summierte Volumen des zweiten und dritten Raumes 24, 28 in 1 angenommen.
Mit der die x-Achse kreuzenden vertikalen, gestrichelten Linie ist ein vordefinierter Druckwert 68 dargestellt, der die Obergrenze eines Druckbereichs bildet, der für die Pulsationsdämpfung in derartigen Bremssystemen relevant ist. Dieser relevante Druckbereich erstreckt sich somit vom Koordinatenursprung bis zur gestrichelten Linie.
Mit der die y-Achse kreuzenden horizontalen, gestrichelten Linie ist ein Volumenanschlag 70 für die erfindungsgemäße Bremssystemdämpfvorrichtung 10 dargestellt. Dieser Volumenanschlag liegt in etwa bei dem Volumen des zweiten Raumes 24 in 1.
Mittels entsprechender Auslegung der jeweiligen Volumina des zweiten und dritten Raumes 24, 28 ist die Bremssystemdämpfvorrichtung 10 auf den relevanten Druckbereich und die gewünschte Elastizität bzw. Dämpfwirkung in diesem Druckbereich abgestimmt. Bei einer optimalen Abstimmung, wie in dem Diagramm von 4 dargestellt, kreuzen sich die gestrichelten Linien 68, 70 mit der Kennlinie 66 in einem Punkt.
In 5 ist eine Bremssystemdämpfvorrichtung 10 dargestellt, bei der das Stützelement 26 als ein Fließpressbauteil hergestellt ist. Das derart hergestellte Stützelement 26 lässt sich mit vollständig gerundeten und zugleich konvex ausgewölbten Flächen herstellen, was in dem in 5 dargestellten Querschnitt des dortigen Stützelements 26 gut zu erkennen ist. Das Stützelement 26 gemäß 5 ist ähnlich zu dem Stützelement 26 gemäß 1 bis 3 als ein becherförmiger Zylinder gestaltet und weist dabei außenseitig bzw. radial außen eine Hinterschneidung bzw. einen Hinterstich 72 auf. In diesen Hinterstich 72 hinein ist das Trennelement 22 mit einem Dichtwulst 74 eingesetzt. Radial außen ist der Dichtwulst 74 von dem Gehäuse 12 umschlossen und an dieses radial innen an eine Gehäusewand 76 angepresst. Zugleich ist der Dichtwulst 74 an einer Gehäusestufe 78 des Gehäuses 12 in axialer Richtung formschlüssig zurückgehalten. Mittels der derart gebildeten formschlüssigen Verbindung von Gehäuse 12, Stützelement 26 und Trennelement 22 ist das Trennelement 22 auch bei einem Unterdruck im ersten Raum 20 sicher an dem Stützelement 26 gehaltert.
Das Stützelement 26 ist ferner im Inneren seiner Becherform, also an seiner dem Trennelement 26 zugewandten Seite in seiner Axialrichtung mit einer Trichterform 80 gestaltet. Dabei verjüngt sich das Stützelement 26 von seinem dem Trennelement 26 zugewandten Ende nach innen hin immer weiter bis zu einem weitgehend planen Boden 82.
Das Stützelement 26 gemäß 5 ist ferner an seiner dem Trennelement 22 zugewandten Seite mit einem Stützwulst 84 gestaltet. Dieser Stützwulst 84 ist radial nach außen ausgewölbt und schafft radial außen damit den oben genannten Hinterstich 72. Radial innen geht der Stützwulst 84 ohne Stufung in einem glatten Übergang in die Trichterform 80 über. Dies ermöglicht es, dass sich das Trennelement 22 bei seiner Verformung sukzessive an das Stützelement 26 anlegen und auch von diesem wieder abheben kann, ohne dass es dabei zu einem hydraulischen Ankleben kommen könnte.
Das Trennelement 22 gemäß 5 ist dabei ebenfalls als eine Rollmembran gestaltet und weist zusätzlich in seinem Zentrum zugleich eine dem Stützelement 26 zugewandten, konvex gewölbten Bodenplatte 86 auf. Die derartig konvex zum Stützelement 26 nach außen gewölbte Bodenplatte 86 legt sich beim Bewegen in Richtung zum Stützelement 26 an diesem zunächst mit ihrem Mittelbereich 88 an dem Stützelement 26 an. Erst danach folgen, von radial innen nach außen, die weiter außen liegenden Bereiche der Bodenplatte 86, bis diese schließlich vollständig an dem Stützelement 26 zum Anliegen kommt. Der Lösevorgang der Bodenplatte 86 weg von dem Stützelement 26 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge von außen nach innen.
Das Stützelement 26 ist in dem Gehäuse 12 mittels eines Deckels 90 zurückgehalten, der seinerseits mittels einer Selbstverstemmung 92 in dem Gehäuse 12 gehalten ist.

Claims

Bremssystemdämpfvorrichtung (10) mit einem ersten Raum (20), an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum (28), in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement (22) zum Abtrennen des ersten Raumes (20) vom zweiten Raum (28), wobei das Trennelement (22) verformbar gestaltet und beim Verformen an ein Stützelement (26) anzulegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) als ein Fließpressbauteil hergestellt ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) außenseitig einen Hinterstich (72) aufweist, in den hinein das Trennelement (22) eingesetzt ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) an seiner dem Trennelement zugewandten Seite im Wesentlichen mit einer Trichterform (80) gestaltet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) an seiner dem Trennelement zugewandten Seite mit einem Stützwulst (84) gestaltet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (22) mit einer Membran, vorzugsweise mit einer Rollmembran, gestaltet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (22) mit einer dem Stützelement (26) zugewandten und dabei konvex gewölbten Bodenplatte (86) gestaltet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (22) mit einem das Stützelement (26) außen umgreifenden Dichtwulst (74) gestaltet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (22) mit einem Dichtwulst (74) gestaltet ist, der radial außen an einer Gehäusewand (76) abgedichtet und axial an einer Gehäusestufe (78) zurückgehalten ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Stützelements (26) von dem zweiten Raum (24) ein dritter Raum (28) abzutrennen ist, wobei der zweite Raum (24) mit dem dritten Raum (28) mittels eines in dem Stützelement (26) gestalteten Durchlasses (50) mediumleitend verbunden ist, und dass mit dem Trennelement (22) ein Verschlusselement (34) zu bewegen ist, mittels dem der Durchlass (50) zu verschließen ist, sobald in dem ersten Raum (20) der hydraulische Druck einen vordefinierten Druckwert (68) erreicht hat, wobei insbesondere das Trennelement (22) einstückig mit dem Verschlusselement (34) ausgebildet ist.
Bremssystemdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) mittels eines Deckels (90) in einem Gehäuse (12) gehalten ist, der mittels einer Selbstverstemmung (92) in dem Gehäuse (12) gehalten ist.