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Die Erfindung betrifft ein Dämpfersystem für ein hydraulisches Leitungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 4 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Kupplungssystem mit einem derartigen Dämpfersystem sowie gemäß Anspruch 5 ein Fahrzeug mit einem solchen Kupplungssystem.
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Aus der
DE 10 2017 101 107 A1 ist ein Dämpfer für eine sogenannte hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems bekannt, welcher ein hülsenförmiges Gehäuse, einen hülsenförmigen Deckel, der in das Gehäuse eingesetzt ist, sowie einen in das Gehäuse ebenfalls eingesetzter hülsenförmigen Einsatz, an dem ein elastisches Element in Form einer Spiralfeder anliegt, umfasst. Das elastische Element wirkt auf ein Ventilelement, das Druckschwankungen bzw. Druckschwingungen, in der Fachwelt gleichbedeutend auch als Druckpulsation oder „Kribbeln“ bezeichnet, im hydraulischen System dämpft. Derartige Druckschwingungen können gelegentlich mit unangenehmen Geräuschen einhergehen.
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Aus dieser Druckschrift ist ferner ein in das hydraulische System integrierter Dämpfer der gattungsgemäßen Art bekannt, welcher ein Rohr mit einem ersten und einem zweiten Ende und einer sich in axialer Richtung des Rohres erstreckenden Wand umfasst. Ferner umfasst der Dämpfer einen elastischen Schlauch, welcher das Rohr umgibt und beidenends mittels hydraulischer Verbindungselemente am Rohr befestigt ist. Darüber hinaus sind in der Wand des Rohres eine Mehrzahl Öffnungen vorgesehen. Sind keine auf den Dämpfer einwirkenden Druckschwingungen zu verzeichnen, liegt der elastische Schlauch dicht an der Außenmantelfläche des Rohres an. Treten demgegenüber im Kupplungsbetätigungssystem unerwünschte Druckschwingungen auf, werden diese über die hydraulischen Verbindungselemente auf das Rohr des Dämpfers übertragen. Die Druckschwingungen erzeugen Druckänderungen im Rohr, die durch die Öffnungen in der Wand des Rohres austreten und auf den elastischen Schlauch übertragen werden, so dass sich der Schlauch in radialer Richtung nach außen bewegt. Dabei absorbiert der elastische Schlauch die Druckschwingungen des Kupplungsbetätigungssystems bzw. dämpft dieselben.
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Aus der
DE 10 2017 207 798 A1 ist ein rohrförmiges Dämpfungsglied zur Reduzierung von Druckschwankungen in einem von einer Flüssigkeit durchströmten und einen Strömungskanal definierenden Bauteil, beispielsweise eines Kraftstoffsystems, bekannt. Das Bauteil ist durch ein reversibel deformierbares Elastomerteil aus beispielsweise einem Silikon gebildet und in den Leitungsquerschnitt einer Rohrleitung, denselben reduzierend, eingesetzt, so dass das rohrförmige Elastomerteil mit seiner Außenmantelfläche abschnittsweise umlaufend an der Innenmantelfläche der Rohrleitung anliegt. Hierzu weist das rohrförmige Elastomerteil in axialer Richtung desselben gesehen mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, umlaufende und nach radial außen gerichtete Vorsprünge auf, mit denen sich das Elastomerteil an der Innenmantelfläche der Rohrleitung im Querschnitt gesehen plan abstützt. Zwischen benachbarten Vorsprüngen sind Abschnitte des rohrförmigen Elastomerteils ausgebildet, welche derart radial beabstandet zur Innenmantelfläche der Rohrleitung ausgebildet sind, dass diese infolge Druckschwingungen in radialer Richtung des Elastomerteils gesehen schwingen können. Zwischen den Vorsprüngen und den Abschnitten sind (Dämpfungs-) Kammern ausgebildet und stehen über Perforation bzw. Verbindungsöffnungen in den Abschnitten mit dem Fluid im Strömungskanal in unmittelbarer Fluidverbindung.
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Die
DE 197 47 158 A1 offenbart einen Pulsationsdämpfer zum Dämpfen von Druckpulsationen in leitungsgeführten druckbeaufschlagten Flüssigkeiten, insbesondere für hydraulische Servosysteme. Es ist ein vom Druckfluid durchströmtes Zentralrohr mit Anschlüssen zum Zwischenschalten des Pulsationsdämpfers in die zu bedämpfende Druckleitung vorgesehen. Das Zentralrohr ist von einem zweischalig ausgebildeten Außenrohr umgeben. Senkrecht zur Zentralrohrachse ausgerichtete kanalartige Öffnungen verbinden radial außenliegende und zwischen dem Zentralrohr und dem Außenrohr ausgebildete Kammern hydraulisch mit dem Innenraum des Zentralrohres. Ferner ist eine elastische Membran vorgesehen, die in jeder dieser Kammern jeweils einen mit einem pneumatischen Fluid, wie Luft oder Stickstoff, gefüllten radial außenliegenden Kammerabschnitt von einem über die Öffnungen flüssigkeitsgefüllten, radial innen liegenden Kammerabschnitt druckfest, aber durchlässig für Druckschwankungen, und hermetisch fluiddicht begrenzt.
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Die
DE 10 2017 101 107 A1 offenbart einen Dämpfer für eine hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems, mit einem Rohr, welches in seiner Wand zumindest eine Öffnung aufweist, mit einem reversibel deformierbaren elastischen Schlauch, der das Rohr umgibt und an diesem dicht anliegt, sowie mit beidenends des Rohres je einem hydraulischem Verbindungselement zum Verbinden des Dämpfers mit dem hydraulischen System der hydraulischen Kupplung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, ein im Hinblick auf den Stand der Technik alternatives Dämpfersystem für ein Druckimpulse übertragendes hydraulisches Leitungssystem zu schaffen, mit welchem bei Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik sowie minimiertem Material und Herstellungsaufwand eine wirkungsvolle Reduktion von Druckschwingungen ermöglicht ist. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, ein Kupplungssystem mit einem derartigen Dämpfersystem zur Verfügung zu stellen. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, ein Fahrzeug mit einem solchen Kupplungssystem zur Verfügung zu stellen.
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Ausgehend von einem Dämpfersystem für ein hydraulisches Leitungssystem, welches Leitungssystem Druckimpulse überträgt und daraus resultierenden Druckschwingungen ausgesetzt ist, mit einer Rohrleitung, und mit zumindest einem Druckschwingungen dämpfenden Element, wobei das zumindest eine Druckschwingungen dämpfende Element durch ein formfestes, jedoch reversibel deformierbares, rohrförmiges Elastomerteil gebildet ist, welches derart in den Leitungsquerschnitt der Rohrleitung, denselben reduzierend, eingesetzt ist, dass das rohrförmige Elastomerteil mit seiner Außenmantelfläche zumindest abschnittsweise umlaufend an der Innenmantelfläche der Rohrleitung anliegt, indem das rohrförmige Elastomerteil in axialer Richtung desselben gesehen zwei oder mehr mit Abstand zueinander angeordnete, umlaufende und nach radial außen gerichtete Vorsprünge aufweist, mit denen sich das Elastomerteil an der Innenmantelfläche der Rohrleitung abstützt, und wobei zwischen benachbarten Vorsprüngen Abschnitte ausgebildet sind, welche derart radial beabstandet zur Innenmantelfläche der Rohrleitung ausgebildet sind, dass diese infolge Druckschwingungen in radialer Richtung des Elastomerteils gesehen weitestgehend frei beweglich sind oder schwingen können, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das rohrförmige Elastomerteil unter Vorspannung an der Innenmantelfläche der Rohrleitung anliegt, und dass in einem Axialschnitt des rohrförmigen Elastomerteils gesehen die Vorsprünge radial außen gerundet ausgebildet sind.
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Durch die eigene Volumenaufnahme und die Elastizität des Elastomerteils sowie die zu verzeichnende Querschnittsreduzierung der Rohrleitung durch besagtes Elastomerteil ergibt sich der gewünschte Effekt der Reduktion der Druckschwingungen im Druckimpulse übertragenden hydraulischen Leitungssystem. Hierbei werden die Druckschwingungen auf das reversibel deformierbare Elastomerteil übertragen, wodurch sich dieses verformt und Schwingungsenergie absorbiert und somit Druckschwingungen dämpft. Der Aufwand zur Erzielung besagten Effekts ist weit geringer als herkömmlich, da lediglich ein, zwei oder mehrere derartige/r Elastomerteile an vorbestimmten Orten in die Rohrleitung verbracht werden müssen. Diese Elastomerteile lassen sich einfach und kostengünstig herstellen, beispielsweise nach einem an sich bekannten Kunststoff-Spritzgießverfahren aus einem elastomeren Kunststoff. Es sind entgegen dem Stand der Technik vorteilhaft keinerlei zusätzliche Schnittstellen zum hydraulischen Leitungssystem, resultierend aus der Anordnung des dämpfenden Elements, erforderlich, welche die Gefahr von Undichtigkeiten im Leitungssystem enthalten. Durch Variation der Form und der elastomeren Eigenschaften des Druckschwingungen dämpfenden Elements lässt sich dieses einfach und kostengünstig an aktuelle Anforderungen anpassen. Ferner lassen sich derartige Druckschwingungen dämpfende Elemente einfach und kostengünstig auch als Nachrüstlösung in bereits vorhandene hydraulische Leitungssysteme integrieren.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach ist vorgesehen, dass die radiale Beabstandung der Abschnitte zur Innenmantelfläche der Rohrleitung in Abhängigkeit des gewünschten Dämpfungsgrades des Elastomerteils gewählt oder entsprechend differiert.
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Es wurde gefunden, dass derartige Druckschwingungen absorbierende bzw. dämpfende Elemente sich als besonders vorteilhaft in Rohrleitungen hydraulischer Leitungssysteme erweisen, welche aus einem starren oder weitestgehend starren Werkstoff bestehen und somit kaum elastische Eigenschaften aufweisen, um etwaigen Druckimpulsen auszuweichen. Hierdurch sind/werden besonders einfach und kostengünstig herzustellende Rohrleitungen aus beispielsweise Kunststoff mit einfach und kostengünstig herzustellenden, Druckschwingungen absorbierenden bzw. dämpfenden Elementen zu einem wirkungsvollen Dämpfersystem der gattungsgemäßen Art kombiniert. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Rohrleitungen aus einem starren oder weitestgehend starren Werkstoff, wie einem Kunststoff, sondern erfasst Rohrleitungen aus jedwedem geeigneten starren oder weitestgehend starren Werkstoff, beispielsweise aus Metall, aus Steingut, aus Glas oder aus einem Verbundwerkstoff, wie einem faserverstärkten Kunststoff. Ferner kann es auch von Vorteil sein, radial formstabile oder weitestgehend formstabile, jedoch biegsame Rohrleitungen, wie beispielsweise einen an sich bekannten Bremsschlauch einer Fahrzeugbremsanlage mit dem erfindungswesentlichen, Druckschwingungen dämpfenden Element in Form des Elastomerteils auszustatten, welches durch die Erfindung demnach mit erfasst ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein hydraulisches Kupplungssystem mit einem Dämpfersystem der vorbeschriebenen Art.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einem derartigen Kupplungssystem.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 äußerst schematisch ein mit dem erfindungsgemäßen Dämpfersystem ausgestattetes Fahrzeug,
- 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Dämpfersystems,
- 3 den Schnitt „I-I“ nach 2,
- 4 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Dämpfersystems, und
- 5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Dämpfersystems.
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1 zeigt äußerst schematisch ein Fahrzeug 1, vorliegend einen Personenkraftwagen, welcher ein Kupplungssystem 2 aufweist, um den Kraftfluss zwischen einer Antriebsmaschine 3 und einem Getriebe 4 des Fahrzeugs 1 zu unterbrechen. Das Kupplungssystem 2 weist eine hydraulisch betätigbare Kupplung 5, ein Betätigungspedal 6 sowie ein Druckimpulse vom Betätigungspedal 6 zur Kupplung 5 übertragendes hydraulisches Leitungssystem 7 auf. Wie bereits eingangs beschrieben, sind infolge der Betätigung der Kupplung 5 im Kupplungssystem 2 Druckschwankungen bzw. Druckschwingungen, in der Fachwelt gleichbedeutend auch als Druckpulsation oder „Kribbeln“ bezeichnet, zu verzeichnen, die mit unangenehmen Geräuschen einhergehen können.
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Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, wird ein Dämpfersystem 8 vorgeschlagen, welches zumindest ein Druckschwingungen dämpfendes Element aufweist, das in den Leitungsquerschnitt wenigstens einer Rohrleitung 9 des hydraulischen Leitungssystems 7 eingesetzt ist. Dadurch wird der Leitungsquerschnitt der Rohrleitung 9 reduziert. Ein betreffender Rohrleitungsabschnitt des Leitungssystems 7 ist in den 2 bis 5 gezeigt.
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Das Druckschwingungen dämpfende Element ist durch ein formfestes, jedoch reversibel deformierbares Elastomerteil 10 gebildet, welches rohrförmig ausgebildet ist. Das rohrförmige Elastomerteil 10 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet und in den Leitungsquerschnitt der Rohrleitung 9 eingesetzt, dass dieses Elastomerteil 10 mit seiner Außenmantelfläche 11 in axialer Richtung des rohrförmigen Elastomerteils 10 gesehen abschnittsweise radial umlaufend an der Innenmantelfläche 12 der Rohrleitung 9 anliegt. Wie insbesondere der 3 entnehmbar, liegt das rohrförmige Elastomerteil 10 unter Vorspannung an der Innenmantelfläche 12 der Rohrleitung 9 an, wodurch dieses in einer definierten ortsfesten Lage besonders sicher in der Rohrleitung 9 festgelegt ist.
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Die bestimmungsgemäße Funktion des Druckschwingungen dämpfenden Elastomerteils 10 ergibt sich dadurch, dass durch die eigene Volumenaufnahme und die Elastizität des Elastomerteils 10 sowie die zu verzeichnende Querschnittsreduzierung der Rohrleitung 9 durch besagtes Elastomerteil 10 die Druckschwingungen unmittelbar auf das reversibel deformierbare Elastomerteil 10 übertragen werden, wodurch sich dieses verformt und Schwingungsenergie absorbiert und somit Druckschwingungen dämpft.
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Gemäß einer in den 2 und 3 gezeigten ersten Ausgestaltungform des rohrförmigen Elastomerteils 10 weist dasselbe in axialer Richtung desselben gesehen eine Mehrzahl, genauer vier, mit Abstand zueinander angeordnete umlaufende und nach radial außen gerichtete Vorsprünge 13 auf, welche in einem Axialschnitt (vgl. 3) des rohrförmigen Elastomerteils 10 gesehen radial außen gerundet ausgebildet sind und mit denen sich das Elastomerteil 10 an der Innenmantelfläche 12 der Rohrleitung 9 unter Vorspannung abstützt. Die zwischen den Vorsprüngen 13 zu verzeichnenden Abschnitte 14 sind demnach radial beabstandet zur Innenmantelfläche 12 angeordnet und können sich dadurch infolge der besagten Druckschwingungen in radialer Richtung weitestgehend frei bewegen bzw. schwingen und dadurch noch effektiver Schwingungsenergie absorbieren und demnach nachteilige Druckschwingungen reduzieren.
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Die in 4 gezeigte zweite Ausgestaltungsform der Erfindung unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform nach 2 und 3 dadurch, dass lediglich an den beiden Enden des rohrförmigen Elastomerteils 10 je ein derartiger nach radial außen gerichteter Vorsprung 13 ausgebildet ist. Der zwischen den Vorsprüngen 13 zu verzeichnende Abschnitt 14 weist im Verhältnis zu den Abschnitten 14 nach 2 und 3 eine größere Längserstreckung auf, wodurch dieser bei vergleichbarem Werkstoff und vergleichbarer Materialdicke noch „weicher“ und dadurch geeignet ist, bereits minimale Druckschwingungen bzw. deren Schwingungsenergie absorbieren zu können.
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Die in 5 gezeigte dritte Ausgestaltungsform der Erfindung unterscheidet sich zu den vorstehenden dadurch, dass sie eine Zwischenlösung mit drei Vorsprüngen 13 und dazwischen angeordneten Abschnitten 14 der vorbeschriebenen Art aufweist.
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Generell geht es bei der Abstimmung des Dämpfersystems 8 darum, durch eine geeignete geometrische Form und gegebenenfalls Härte des eingesetzten Materials für das Elastomerteil 10 eine optimale Dämpfung von Druckschwingungen zu finden. So kann es beispielsweise auch angezeigt sein und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, dass die radiale Beabstandung der zwischen den Vorsprüngen 13 ausgebildeten Abschnitte 14 zur Innenmantelfläche 12 der Rohrleitung 9 in Abhängigkeit des gewünschten Dämpfungsgrades des Elastomerteils gewählt ist oder entsprechend differiert.
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Demnach ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, eine beliebige Kombination in der Auswahl und in der Anzahl gegebenenfalls unterschiedlich ausgebildeter Elastomerteile 10 innerhalb einer Rohrleitung 9 vorzusehen, um ein breites Spektrum unterschiedlich starker Druckschwingungen effektiv absorbieren zu können.
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Besonders wirkungsvoll können derartige dämpfende Elemente in Rohrleitungen 9 hydraulischer Leitungssysteme 7 zum Einsatz kommen, welche Rohrleitungen 9 aus einem Kunststoff bestehen und kaum eigene Volumenaufnahme besitzen bzw. zur Verfügung stellen können. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Rohrleitungen 9 aus Kunststoff, sondern erfasst Rohrleitungen 9 aus jedwedem geeigneten starren Werkstoff, beispielsweise aus Metall, aus Steingut, aus Glas oder aus einem Verbundwerkstoff, wie einem faserverstärkten Kunststoff. Ferner kann es auch von Vorteil sein, radial formstabile oder weitestgehend formstabile, jedoch biegsame Rohrleitungen 9, wie beispielsweise einen Bremsschlauch einer Fahrzeugbremsanlage mit dem erfindungswesentlichen Druckschwingungen dämpfenden Element in Form des Elastomerteils 10 auszustatten, welches durch die Erfindung demnach mit erfasst ist.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen auf ein Dämpfersystem 8 im hydraulischen Leitungssystem 7 eines Kupplungssystems 2, insbesondere eines Fahrzeugs 1 ab. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele, sondern erfasst jedwedes hydraulisches Leitungssystem 7, welches Druckimpulse überträgt und dadurch Druckschwingungen ausgesetzt ist, die mit unangenehmen Vibrationen und Geräuschen einhergehen. So ist das erfindungsgemäße Dämpfersystem 8 beispielsweise auch in Sanitäreinrichtungen, insbesondere in Leitungssystemen, an welche ein sogenannter Druckspüler für Toilettenschüsseln angeschlossen ist, wirkungsvoll einsetzbar. Ebenso ist es aus der Praxis bekannt, dass allein beim abrupten Zuschließen eines Wasserhahns, insbesondere eines an sich bekannten Einhebelmischers, Druckspitzen in einer Wasserleitung auftreten können, die unter Umständen für die Wasserleitung, für Dichtungen, für Pumpen usw. zu nachteiligen Vibrationen und auch zu unangenehmen Geräuschen führen können, welche es zumindest zu mindern gilt, um eine möglichst lange Haltbarkeit der vorstehend erwähnten Teile oder Einrichtungen zu gewährleisten (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Kupplungssystem
- 3
- Antriebsmaschine
- 4
- Getriebe
- 5
- Kupplung
- 6
- Betätigungspedal
- 7
- Leitungssystem
- 8
- Dämpfersystem
- 9
- Rohrleitung
- 10
- Elastomerteil
- 11
- Außenmantelfläche
- 12
- Innenmantelfläche
- 13
- Vorsprung
- 14
- Abschnitt
