DE102019215988A1 - Pulsationsdämpfer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer zur Dämpfung von Druckmittelschwingungen in einem hydraulischen System, wozu der Pulsationsdämpfer innerhalb einer Bohrung (13) eines Gehäuses (15) eine Membrane (1) aufweist, welche auf ihrer einen Seite dem Druckmittel ausgesetzt ist und die mit ihrer anderen Seite einem mit einem Gas gefüllten Hohlraum (12) innerhalb des Gehäuses (15) zugewandt ist, dessen Bohrung (13) mittels eines Stopfens (2) verschlossen.Die Membrane (1) bildet in Verbindung mit dem Stopfen (2) und einem hohlzylindrischen Stützkörper (3) eine eigenständig handhabbare, funktionsfähig vorprüfbare Baugruppe, wozu die Membrane (1) im Wesentlichen topfförmig gestaltet ist, in die sich der Stützkörper (3) erstreckt
Description
- Die Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer zur Dämpfung von Druckmittelschwingungen in einem hydraulischen System, insbesondere in einem schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremssystem, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
- Aus
EP0907533B1 ist bereits ein Pulsationsdämpfer zur Dämpfung von Druckmittelschwingungen in einem hydraulischen Bremssystem bekannt, wozu der Pulsationsdämpfer innerhalb einer Bohrung eines Gehäuses eine Membrane aufweist, welche auf ihrer einen Seite dem Druckmittel ausgesetzt ist, während die andere Membranseite einem mit einem Gas gefüllten Hohlraum innerhalb des Gehäuses zugewandt ist, dessen Bohrung mittels eines Stopfens verschlossen ist. - Der Pulsationsdämpfer hat jedoch den Nachteil, dass die Membrane zunächst zwischen dem Stopfen und der Bohrung im Gehäuse fixiert werden muss, sodass hinsichtlich der Funktionsfähigkeit keine Vorprüfung des Pulsationsdämpfers erfolgen kann. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ergibt sich durch die nur eingeschränkt wirksame Dämpfung von Druckschwingungen und Dauerhaltbarkeit der Membrane.
- Daher ist es die Aufgabe der Erfindung einen Pulsationsdämpfer zu schaffen, der sich hinsichtlich seiner Funktion einfach überprüfen lässt und der sich durch einen kompakten, funktionssicheren Aufbau bei gleichzeitig hohem Dämpfungsgrad auszeichnet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Pulsationsdämpfer der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach die Membrane in Verbindung mit dem Stopfen und einem hohlzylindrischen Stützkörper eine eigenständig handhabbare, funktionsfähig vorprüfbare Baugruppe bildet, wozu die Membrane im Wesentlichen topfförmig gestaltet ist, in die der Stützkörper eintaucht.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand mehrerer Zeichnungen im Längsschnitt dargestellt und werden im Nachfolgenden näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Pulsationsdämpfers, der mit einer Gummimembrane versehen ist, die am Außenumfang mehrere Querrillen aufweist, -
2 eine Schnittdarstellung zu einer weiteren Ausgestaltung des Pulsationsdämpfers, dessen Gummimembrane am Außenumfang mit Längsrillen versehen ist, -
3 eine Schnittdarstellung zu einer weiteren Ausgestaltung des Pulsationsdämpfers, der eine Metallmembran aufweist, -
4 eine Schnittdarstellung eines Pulsationsdämpfers, dessen Membrane an einem Stützkörper fixiert ist, der einteilig mit einem das Gehäuse verschließenden Stopfen verbundenen ist, -
5 eine Schnittdarstellung eines Pulsationsdämpfers, dessen Membran den Stopfen im Bereich seines rohrförmigen Abschnitts umschließt. - Die
1 bis5 zeigen zweckmäßige Ausführungsformen diverser Pulsationsdämpfer im Längsschnitt, die zur Dämpfung von Druckmittelschwingungen in einem hydraulischen System, insbesondere in einem schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremssystem zur Anwendung gelangen. - Der jeweils innerhalb einer Bohrung
13 eines blockförmigen Gehäuses15 eingesetzte Pulsationsdämpfer weist eine Membrane1 auf, welche auf ihrer Innenseite dem in der Regel pulsierend von einem Druckerzeuger geförderten Druckmittel ausgesetzt ist, während der Außenumfang der Membrane1 abschnittsweise einem mit einem Gas gefüllten Hohlraum12 ausgesetzt ist. - Die zur Aufnahme des Pulsationsdämpfers vorgesehene Bohrung
13 ist in allen Ausführungsformen mittels eines Stopfens2 verschlossen, wobei erfindungsgemäß die Membrane1 in Verbindung mit dem Stopfen2 und einem hohlzylindrischen Stützkörper3 eine kompakte, eigenständig handhabbare, funktionsfähig vorprüfbare Baugruppe bildet, wozu die Membrane1 im Wesentlichen topfförmig gestaltet ist, in die sich der Stützkörper3 erstreckt. - Die Membrane
1 ist aus einem dauerelastischen Material, insbesondere Gummi oder Metall hergestellt, während der Stopfen2 durch Kaltfließpressen oder zerspanende Bearbeitung eines Automatenstahls hergestellt ist. Ferner ist die Membran1 entlang dem Außenumfang entweder mit mehreren Rillen18 oder längsverlaufende Rippen19 versehen. - Um eine besonders effektive Schwingungsdämpfung realisieren zu können, ist in den
1 bis3 jeweils der Stützkörper3 von einem Kanal4 durchdrungen, in den ein von einer Druckfeder5 beaufschlagtes, auslassseitig öffnendes Rückschlagventil6 eingesetzt ist. Weiterhin geht aus den1 bis3 hervor, dass parallel zum Rückschlagventil6 eine Festblende7 im Kanal4 angeordnet ist, die bevorzugt als Kerbe im Bereich eines für das Rückschlagventil6 im Kanal4 vorgesehenen Ventilsitzes8 ausgebildet ist. - In den Ausführungsformen nach
1 bis3 weist der Kanal4 einen radialen Eintrittsbereich9 und einen axialen Austrittsbereich10 im Stützkörper3 auf, wobei die Festblende7 und das in Richtung des Austrittsbereichs10 öffnende Rückschlagventil6 zur effektiven Schwingungsdämpfung im Austrittsbereich10 des Kanals4 angeordnet sind. - Gemäß den
1 bis3 weist der Stopfen2 einen hülsenförmigen Abschnitt11 auf, in dem die topfförmige Membrane1 vollständig aufgenommen ist, sodass der gasgefüllte Hohlraum12 auf einfache Weise zwischen dem Außenmantel der Membrane1 und der Innenfläche des hülsenförmigen Stopfens2 ausgebildet ist. Da die Membrane1 an ihrem vom Stopfen2 abgewandten Ende am hülsenförmigen Abschnitt11 mit Hilfe des Stützkörpers3 sicher fixiert ist, erfolgt eine hermetische Trennung des gasgefüllten Hohlraums12 vom Druckmittel innerhalb der Bohrung13 . - In allen Abbildungen weist der Stützkörper
3 einen Kragen14 auf, der zur sicheren Fixierung und Abdichtung des gasgefüllten Hohlraums12 kraftschlüssig mit dem hülsenförmigen Abschnitt11 verbunden ist. - Abweichend von den Ausführungsformen nach
1 bis3 ist in4 das Rückschlagventil6 in Verbindung mit der Festblende7 nicht im Stützkörper3 integriert, da der Stützkörper3 einteilig unmittelbar am Stopfen2 ausgebildet ist, sodass infolge der kompakten Bauweise die Membrane1 unmittelbar am Kragen14 des Stützkörpers3 fixiert ist und somit als Vormontagebauteil mit dem Stopfen2 unmittelbar in die Bohrung13 des blockförmigen Gehäuses15 eingefügt ist. - Das volumenaufnehmende und damit das die Pulsationen dämpfende Element wird somit durch eine elastische Membrane
1 gebildet, die eine Gasfüllung im Hohlraum12 vom Betriebsmedium (beispielsweise Bremsflüssigkeit) innerhalb der Bohrung13 trennt. - Gemäß den
1 bis3 taucht die Membrane1 vollständig in den hülsenförmigen Abschnitt11 des Stopfens2 ein, der im blockförmigen Gehäuse15 vorzugsweise mittels einer sog. Clinchverbindung fixiert ist. Optional kann gemäß der4 anstatt mit Hilfe des hülsenförmigen Abschnitts11 die gewünschte Kontur zur Aufnahme der Membrane1 auch direkt in die Bohrung13 des Gehäuses15 eingebracht werden. Dadurch entsteht eine Dämpfungskammer. Grundsätzlich lässt sich die Volumen-/Druck-Kennlinie des Pulsationsdämpfers zur Minderung der Druckpulsationen durch die Kontur der Dämpfungskammer, des hülsenförmigen Abschnitts11 , des Gehäuses15 und/oder der Membrane1 beeinflussen. - In allen Ausführungsbeispielen nach
1 bis4 erstreckt sich der Stützkörper3 in die Membrane1 , wobei der Stützkörper3 gemäß den1 bis3 den radialen Dichtungsdruck der Membrane1 gegen die Innenwand des hülsenförmigen Abschnitt11 erbringt, während hiervon abweichend gemäß der4 die Membrane1 unmittelbar durch den Stützkörper3 gegen die Wand der Bohrung13 angepresst wird. - In dem Stützkörper
3 integriert ist das federbelastete Rückschlagventil6 , das ab einem definierten Druck des zu dämpfenden Druckmittels einen großen Querschnitt zum Abströmen freigibt. Bis zum Erreichen des definierten Drucks fließt das Druckmittel durch die im Ventilsitz8 des Stützkörpers3 (oder im stößelförmigen Rückschlagventil6 ) baulich eingeformte Festblende7 am geschlossenen Rückschlagventil6 vorbei. Druckimpulse, die nicht ausreichend hoch sind, um das Rückschlageventil6 zu öffnen werden durch die Elastizität der Membrane1 aufgefangen und bei Absinken des Druckes wieder freigesetzt. Die durch den Druckerzeuger/Pumpe verursachten Druckstöße werden dadurch geteilt und teilweise in die Dämpfungskammer abgeleitet. Der Volumenstrom zum Verbraucher wird gleichmäßiger und die Bauteile werden weniger zu Schwingungen angeregt. In Verbindung mit dem Kanal4 lenkt und teilt der Stützkörper3 hierbei den Volumenstrom derart, dass ein Abströmen ohne Passieren der Festblende7 nicht möglich ist. - Die Abdichtung der Membrane
1 gegenüber der Bohrung13 und zum Stützkörper3 erfolgt in radialer Richtung. Der Stützkörper3 ist bei Wunsch oder Bedarf mit einem besonders tiefgezogenen Kragen14 versehen (siehe2 ) und dichtet den hülsenförmigen Abschnitt11 am Außenumfang gegen das Druckmittel (Betriebsmedium) ab, sodass das Druckmittel nicht in Kontakt mit dem Hülsenmaterial kommt und damit eine mögliche chemische Reaktion des Druckmittels (z.B. Bremsflüssigkeit) bei Kontakt mit zinkhaltigen Oberflächen vermieden wird. - Die Integration der Festblende
7 und des Rückschlagventils6 in den Stützkörper3 reduziert den Aufwand für die Anordnung der Kanalbohrung im Gehäuse15 und die dafür erforderlichen Verschlussdeckel oder Kugeln. - Die zapfenförmige Ausbildung des Stützkörpers
3 ermöglicht eine optimale Anströmung der Membrane1 sowie eine Strömungsumlenkung sowie ein optimales Abströmen für das Druckmittel. Der Stützkörper3 gewährleistet die sichere Abdichtung des Gasvolumens gegen das Betriebsmedium sowie eine sichere Montage der Membrane1 und verhindert ein Stülpen der Membrane1 bei Vakuumbefüllung des Systems. - Da alle relevanten Funktionsflächen innerhalb des hülsenförmigen Abschnitts
11 bzw. innerhalb des Gehäuses15 liegen, sind Beschädigungen dieser Flächen weitgehend ausgeschlossen. Das hat eine Qualitätssteigerung der Oberfläche (Schüttgut) bei Produktion, Oberflächenbehandlung und Montage zur Folge, weil die Innenflächen nicht beschädigt werden können. Der Stützkörper3 schafft die Möglichkeit, die Festblende7 und das Rückschlagventil6 einfach zu integrieren und die vormontierte Baugruppe außerhalb des Gehäuses15 auf einwandfreie Funktion zu prüfen. - Schließlich geht aus der
5 eine weitere zweckmäßige Ausführungsform eines Pulsationsdämpfers hervor, dessen Membran1 einen hülsenförmigen Fortsatz20 aufweist, der einen rohrförmigen Abschnitt11 des Stopfens2 entlang seinem Außenumfang vollständig umschließt, wobei vorteilhaft das Ende des Fortsatzes20 zwischen dem Abschnitt11 und dem Gehäuse15 unter radialer Vorspannung fixiert ist. Hierdurch erfolgt innerhalb der Bohrung13 eine vollständige Abdeckung des Stopfens2 durch die Membran1 , sodass chemische Reaktionen des Stopfenmaterials, infolge der Abtrennung von der Bremsflüssigkeit, unterbleiben. Weiterhin sind zwischen dem Abschnitt11 und dem topfförmigen Bereich der Membran1 mehrere Rippen19 am Umfang der Membran1 vorgesehen, die in Längsrichtung verlaufen, sodass über deren Design die Steifigkeit der Membran1 eingestellt werden kann. - Die übrigen in
5 abgebildeten Einzelheiten zum Rückschlagventil6 entsprechen im Wesentlichen den beschriebenen1 bis3 , jedoch mit der Besonderheit, dass der Stützkörper3 mit dem Rückschlagventil6 separat im Gehäuse15 angeordnet ist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Membrane
- 2
- Stopfen
- 3
- Stützkörper
- 4
- Kanal
- 5
- Druckfeder
- 6
- Rückschlagventil
- 7
- Festblende
- 8
- Ventilsitz
- 9
- Eintrittsbereich
- 10
- Austrittsbereich
- 11
- Abschnitt
- 12
- Hohlraum
- 13
- Bohrung
- 14
- Kragen
- 15
- Gehäuse
- 16
- Federtopf
- 17
- Dichtung
- 18
- Rillen
- 19
- Rippen
- 20
- Fortsatz
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0907533 B1 [0002]
Claims (12)
- Pulsationsdämpfer zur Dämpfung von Druckmittelschwingungen in einem hydraulischen System, insbesondere in einem schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremssystem, wozu der Pulsationsdämpfer innerhalb einer Bohrung eines Gehäuses eine Membrane aufweist, welche auf ihrer einen Seite dem Druckmittel ausgesetzt ist und die mit ihrer anderen Seite einem mit einem Gas gefüllten Hohlraum innerhalb des Gehäuses zugewandt ist, dessen Bohrung mittels eines Stopfens verschlossen, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (1) in Verbindung mit dem Stopfen (2) eine eigenständig handhabbare, funktionsfähig vorprüfbare Baugruppe bildet, und dass die Membrane (1) im Wesentlichen topfförmig gestaltet ist und am Umfang mit Rillen und/oder Rippen (18, 19) versehen ist.
- Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein hohlzylindrischer Stützkörper (3) vorgesehen ist, der von einem Kanal (4) durchdrungen ist, in den ein von einer Druckfeder (5) beaufschlagtes, auslassseitig öffnendes Rückschlagventil (6) eingesetzt ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Rückschlagventil (6) eine Festblende (7) im Kanal (4) angeordnet ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Festblende (7) vorzugsweise als Kerbe im Bereich eines für das Rückschlagventil (6) im Kanal (4) vorgesehenen Ventilsitzes (8) ausgebildet ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) einen radialen Eintrittsbereich (9) und einen axialen Austrittsbereich (10) im Stützkörper (3) aufweist, wobei die Festblende (7) und das in Richtung des Austrittsbereichs (10) öffnende Rückschlagventil (6) im Austrittsbereich (10) des Kanals (4) angeordnet sind. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (2) einen hülsenförmigen Abschnitt (11) aufweist, in dem die Membrane (1) eingesetzt ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Membran (1) und dem Stopfen (2) der gasgefüllte Hohlraum (12) ausgebildet ist, welcher durch den Stützkörper (3) von der das Druckmittel führenden Bohrung (13) getrennt ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (3) einen Kragen (14) aufweist, der zur Abdichtung des gasgefüllten Hohlraums (12) kraftschlüssig mit dem hülsenförmigen Abschnitt (11) verbunden ist. - Pulsationsdämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (1) aus einem dauerelastischen Material, insbesondere Gummi oder Metall hergestellt ist.
- Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (2) durch Kaltfließpressen oder zerspanende Bearbeitung eines Automatenstahls hergestellt ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1) einen hülsenförmigen Fortsatz (20) aufweist, der einen rohrförmigen Abschnitt (11) des Stopfens (2) entlang seinem Außenumfang vollständig umschließt, und dass das Ende des Fortsatzes (20) zwischen dem Abschnitt (11) und dem Gehäuse (15) unter radialer Vorspannung fixiert ist. - Pulsationsdämpfer nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abschnitt (11) und dem topfförmigen Bereich der Membran (1) mehrere Rippen (19) am Umfang der Membran (1) vorgesehen sind, die in Längsrichtung verlaufen.
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