DE102020208455A1

DE102020208455A1 - Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung

Info

Publication number: DE102020208455A1
Application number: DE102020208455.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Hurst; Andreas Lechler; Edgar Kurz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-01-13
Also published as: CN115768666A; JP2023530958A; WO2022008109A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung (10) mit einem ersten Raum (20), an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum (24), der von einem Dämpfergehäuse (14) umgeben und in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement (22) zum Abtrennen des ersten Raumes (20) vom zweiten Raum (24). Dabei ist ein bezogen auf eine Längsachse (48) ringförmiges Stützelement (44) vorgesehen, mittels dem das Trennelement (22) bezogen auf die Längsachse (48) schräg nach radial außen und axial in Richtung zum zweiten Raum (24) gegen das Dämpfergehäuse (14) gedrängt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung mit einem ersten Raum, an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum, der von einem Dämpfergehäuse umgeben und in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement zum Abtrennen des ersten Raumes vom zweiten Raum.
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 Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtungen, 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 eine Art Behälter, an dem ein hydraulisches Fluid, insbesondere Bremsfluid unter Druck ansteht. Der Druck entsteht dabei durch eine auf eine Fläche einwirkenden Kraft.
Bekannt sind Dämpfer mit einem Trennelement, welches den Raum in einen ersten Raum, in dem sich eine Flüssigkeit bzw. ein Fluid befindet, und einen zweiten Raum trennt, in dem sich ein kompressibles Medium, in der Regel in Form eines Gases, befindet. Das Volumen eines Raumes 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung in einem Bremssystem bereitzustellen, die besonders kostengünstig herzustellen ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist eine Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung geschaffen, mit einem ersten Raum, an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum, der von einem Dämpfergehäuse umgeben und in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement zum Abtrennen des ersten Raumes vom zweiten Raum. Dabei ist gemäß der Erfindung ein bezogen auf eine Längsachse ringförmiges Stützelement vorgesehen, mittels dem das Trennelement bezogen auf die Längsachse schräg nach radial außen und axial in Richtung zum zweiten Raum gegen das Dämpfergehäuse gedrängt ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist zwischen dem Dämpfergehäuse und dem Trennelement eine Abdichtung geschaffen, die rein auf einem axialen Anpressen des Trennelements gegen das Dämpfergehäuse basiert. Dabei wird dieses Anpressen sowohl axial als auch schräg nach radial außen gerichtet, wodurch eine besonders fluiddichte Dichtung entsteht. Diese Dichtung wird mittels einer sich dann ergebenden, von innen radial wirkenden Druckbeaufschlagung von in den zweiten Raum eintretendem hydraulischen Fluid noch verstärkt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist an der Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung ein Vorrichtungsgehäuse vorgesehen, in das das Dämpfergehäuse eingesetzt ist, wobei das ringförmige Stützelement einstückig mit dem Vorrichtungsgehäuse gestaltet ist. Damit kann in vorteilhafter Weise die Bauteil-Anzahl geringgehalten werden.
Das Trennelement ist vorzugsweise als eine topfförmige Membran mit einem stirnseitigen, ringförmigen Dichtschnurbereich gestaltet. Der Dichtschnurbereich weist vorteilhaft bezogen auf eine restliche, hohlzylindrische Membranwandung ein axiales Übermaß auf, das für eine Verpressung dieser Dichtschnur bzw. des Dichtschnurbereichs beim Andrücken mittels des Stützelements führt.
Der ringförmige Dichtschnurbereich ist dabei vorteilhaft mit einer zum Dämpfergehäuse hin gerichteten, weitgehend radial ausgerichteten, ersten Anpressfläche und einer zum Stützelement hin gerichteten, ebenfalls weitgehend radial ausgerichteten, zweiten Anpressfläche gestaltet. Es entstehen so zwei Anpressflächen bzw. Bereiche, in denen sich die Materialen der benachtbarten Bauteile beim Montieren überdecken, so dass im montierten Zustand sich gezielt eine Verpressung dieser Bauteile ergibt.
Das ringförmige Stützelement ist dabei vorzugsweise mit einer zum Trennelement gerichteten, radial und axial schrägen Stützfläche gestaltet. Diese schräge Stützfläche ist vorteilhaft als Konusfläche gestaltet. Es entsteht so über den gesamten Umfang des ringförmigen Stützelements hinweg eine gleichmäßig stark wirkende Anpresskraft. Mittels der Stützfläche wird das Material des Trennelements insbesondere nach radial außen gedrängt.
Das ringförmige Stützelement ist ferner vorteilhaft mit mindestens einem Durchlass von radial innen nach radial außen gestaltet. Der mindestens eine Durchlass stellt einen Druckausgleich zwischen der radial inneren Innenseite und der radial äußeren Außenseite des Stützelements sicher. Damit wird erreicht, dass im ersten Raum auch radial außen am Stützelement ein Druckausgleich erfolgt und das Trennelement dort genauso gegen ein es umgreifendes Gehäuse gedrängt ist, wie radial innen vom Stützelement. So kann ein von unten aus einem Spalt zwischen Stützelement und des umgreifendem Gehäuse wirkender Druck die von dem Dichtschnurbereich gebildete Dichtstelle nicht unterwandern. Es kann auch nicht das Material des Dichtschnurbereichs in diesen Spalt wandern. Der Spalt und der zugehörige Druckausgleich verhindert zugleich Schleppdrücke, was bedeutet, dass nicht Bereiche mit lokal höheren Drücken bestehen können, die kurzzeitig eingesperrt bleiben und dann erst zeitlich verschleppt Druck abbauen. Der mindestens eine Durchlass ist vorzugsweise als eine radiale Durchlassöffnung oder eine axiale Durchlassnut gestaltet.
Das Dämpfergehäuse ist erfindungsgemäß bevorzugt mit einer stirnseitigen, radial und axial schrägen Ringfläche gestaltet, mittels der das Trennelement schräg nach außen gedrängt ist. Die stirnseitige Ringfläche bildet damit ein Gegenlager für das erfindungsgemäße axial und radial schräge Anpressen des Trennelements in Richtung zum Dämpfergehäuse.
Dabei ist das Dämpfergehäuse topfförmig gestaltet und umfasst so das Trennelement außen vollständig, wobei zugleich bei besonders kleinem Bauraum eine große bewegliche Membranfläche für das dann ebenfalls topfförmige Trennelement geschaffen werden kann.
Alternativ zu einer mit dem Vorrichtungsgehäuse einstöckigen Lösung ist das Stützelement besonders kostengünstig als ein Blech-Tiefziehteil gestaltet.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ferner in das Vorrichtungsgehäuse das Dämpfergehäuse eingesetzt und dort insbesondere mittels einer Verstemmung ortsfest festgelegt ist. So ist die erfindungsgemäße Anpressung des Trennelements gegen das Dämpfergehäuse mit dem zugehörigen erfindungsgemäßen Abdichten zugleich mit einem ortsfesten Anbringen des Dämpfergehäuses in das Vorrichtungsgemäuse mittels nur eines Arbeitsgangs durchzuführen.
Entsprechend ist die erfindungsgemäße Lösung auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung gerichtet, bei dem ein Trennelement in ein Dämpfergehäuse eingesetzt und diese Baugruppe dann in ein Vorrichtungsgehäuse gesetzt und dort mittels einer Verstemmung ortsfest festgelegt wird, wobei zugleich das Trennelement mittels eines sich im Vorrichtungsgehäuse befindenden, ringförmigen und insbesondere konischen bzw. kegelstumpf-förmigen Stützelements bezogen auf eine Längsachse schräg nach radial außen und axial in Richtung zum Dämpfergehäuse gedrängt wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 einen Längsschnitt einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
2 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung gemäß der Erfindung,
3 das Detail III gemäß 2 in vergrößerter Ansicht und
4 einen Teil der Darstellung gemäß 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung gemäß der Erfindung.

In der 1 ist eine Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung 10 mit einem Vorrichtungsgehäuse 12 und einem Dämpfergehäuse 14 dargestellt. In dem Vorrichtungsgehäuse 12 ist eine Zuleitung 16 angeordnet, an der ein hydraulischer Druck mittels eines (nicht dargestellten) hydraulischen Fluids, vorliegend Bremsflüssigkeit, in Richtung eines Pfeils 18 anzulegen ist. Die Zuleitung 16 mündet in einen ersten Raum 20, der gegenüberliegend von einem Trennelement 22 in Form einer topfförmigen Membran begrenzt ist. Vom ersten Raum 20 gesehen hinter dem Trennelement 22 befindet sich ein zweiter Raum 24, der dann außenseitig von dem Dämpfergehäuse 14 begrenzt ist. Der erste Raum 20 ist damit umgeben von einer Vorrichtungsgehäuseinnenseite 26 des Vorrichtungsgehäuses 12 und einer Trennelementinnenseite 28 des Trennelements 22. Der zweite Raum 24 ist umgeben von einer Dämpfergehäuseinnenseite 30 des Dämpfergehäuses 14 und einer Trennelementaußenseite 32 des Trennelements 22. Das Trennelement 22 ist in der Gestalt einer topfförmigen Membran gestaltet und weist einen zu der Zuleitung 16 hin gerichteten, offenen, stirnseitigen Endbereich 34 auf. An diesem Endbereich 34 ist das Trennelement 22 gegen das Dämpfergehäuse 14 hin mittels einer Dichtung 36 abgedichtet. Diese Dichtung 36 ist mittels eines gestuften, metallischen Rings 38 gestaltet, an den das Trennelement 22 anvulkanisiert ist und der seinerseits an dem Dämpfergehäuse 14 mittels einer metallischen Dichtverbindung mit sehr genauen Geometrien gestaltet ist.
An seiner Trennelementaußenseite 32 ist das Trennelement 22 mit umlaufenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Nuten 40 gestaltet.
In den 2 und 3 ist eine Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung 10 veranschaulicht, die ebenfalls ein im Wesentlichen kubisches Vorrichtungsgehäuse 12, ein topfförmiges Dämpfergehäuse 14, eine Zuleitung 16, einen ersten Raum 20, ein ebenfalls topfförmiges Trennelement 22 sowie einen zweiten Raum 24 aufweist. Diese Bauteile sind ähnlich gestaltet, wie bei der Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung 10 gemäß 1. Allerdings ist bei der Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung 10 gemäß 2 und 3 die Abdichtung zwischen dem Dämpfergehäuse 14 und dem Trennelement 22 andersartig gestaltet. Dazu ist an dem stirnseitigen Bereich des Trennelements 22 ein ringförmiger, axial und radial verdickter Dichtschnurbereich 42 ausgebildet, an dem stirnseitig ein ringförmiges Stützelement 44 in Form eines Blech-Tiefziehteils angeordnet ist. Mittels des Stützelements 44 ist das Trennelement 22 an seiner offenen Stirnseite 46 bezogen auf seine Längsachse 48 schräg nach radial außen und axial in Richtung zum zweiten Raum 24 gegen das Dämpfergehäuse 14 gedrängt (siehe Pfeile 50 und 52). Die dabei notwendige Presskraft ist erzeugt, indem das Stützelement 44 in einer Stufenbohrung 54 des Vorrichtungsgehäuses 12 eingesetzt ist, in deren Zentrum die Zuleitung 16 eingesetzt ist und in die nachfolgend das Dämpfergehäuse 14 mit dem darin angeordneten Trennelement 22 mittels einer außenseitigen Verstemmung 56 ortsfest festgelegt ist.
Das Stützelement 44 weist dabei eine zum Trennelement 22 gerichtete konische bzw. kegelstumpfförmige Stützfläche 58 auf, die zur Längsachse 48 in einem Winkel zwischen 30° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 50° geneigt ist. Ferner weist das Stützelement 44 eine radial äußere Umfangsfläche 60 auf, an deren Umfang regelmäßig verteilt mehrere kreisrunde Durchlässe 62 ausgebildet sind. Die Durchlässe 62 dienen für einen Druckausgleich zwischen der Innenseite des Stützelements 44 und seiner Außenseite.
Der ringförmige Dichtschnurbereich 42 des Trennelements 22 ist mit einer zum Dämpfergehäuse 14 hin gerichteten, weitgehend radial ausgerichteten, ersten Anpressfläche 64 und einer zum Stützelement 44 hin gerichteten, radial und axial schrägen, zweiten Anpressfläche 66 gestaltet. Ferner ist das Dämpfergehäuse 14 mit einer stirnseitigen Ringfläche 68 gestaltet, gegen die das Trennelement 22 mit seiner Anpressfläche 64 axial gedrängt ist.
Wie in 3 dargestellt ist, ergeben sich an dem derart an das Dämpfergehäuse 14 angepresste Trennelement 22 zum einen zwei Bereiche 70 mit Fluiddruck Null und zwei Bereiche 72 mit maximalem Fluiddruck. Das derartige Trennelement 22 dichtet damit insbesondere in axialer Richtung gegen das Dämpfergehäuse 14 und in radialer Richtung gegen das Vorrichtungsgehäuse 12 in besonders vorteilhafter Weise fluiddicht ab.
In der 4 ist eine Ausführungsform einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung 10 veranschaulicht, bei der das ringförmige Stützelement 44 einstückig mit dem Vorrichtungsgehäuse 12 ausgebildet worden ist. Dazu ist die Stufenbohrung 54 so ausgebildet worden, dass sich an ihrer Bohrungsstufung zugleich die zum Trennelement 22 gerichtete, radial und axial schräge Stützfläche 58 ergibt.
Ferner ist bei der Ausführungsform gemäß 4 an dem dortigen Dämpfergehäuse 14 dessen stirnseitige Ringfläche 69 radial und axial schräg gestaltet, wodurch das Trennelement 22 dort schräg nach radial außen gedrängt ist.

Claims

Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung (10) mit einem ersten Raum (20), an den hydraulischer Druck anzulegen ist, und einem zweiten Raum (24), der von einem Dämpfergehäuse (14) umgeben und in dem sich ein kompressibles Medium befindet, und einem Trennelement (22) zum Abtrennen des ersten Raumes (20) vom zweiten Raum (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein bezogen auf eine Längsachse (48) ringförmiges Stützelement (44) vorgesehen ist, mittels dem das Trennelement (22) bezogen auf die Längsachse (48) schräg nach radial außen und axial in Richtung zum zweiten Raum (24) gegen das Dämpfergehäuse (14) gedrängt ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorrichtungsgehäuse (12) vorgesehen ist, in das das Dämpfergehäuse (14) eingesetzt ist, wobei das ringförmige Stützelement (44) einstückig mit dem Vorrichtungsgehäuse (12) gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (22) als eine topfförmige Membran mit einem stirnseitigen, ringförmigen Dichtschnurbereich (42) gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Dichtschnurbereich (42) mit einer zum Dämpfergehäuse (14) hin gerichteten, weitgehend radial ausgerichteten, ersten Anpressfläche (64) und einer zum Stützelement (44) hin gerichteten, ebenfalls weitgehend radial ausgerichteten, zweiten Anpressfläche (66) gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Stützelement (44) mit einer zum Trennelement (22) gerichteten, radial und axial schrägen Stützfläche (58) gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Stützelement (58) mit mindestens einem Durchlass (62) von radial innen nach radial außen gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfergehäuse (14) mit einer stirnseitigen, radial und axial schrägen Ringfläche (68) gestaltet ist, mittels der das Trennelement (22) schräg nach radial außen gedrängt ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfergehäuse (14) topfförmig gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (44) als ein Blech-Tiefziehteil gestaltet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugbremssystem-Druckdämpfvorrichtung (10), bei dem ein Trennelement in ein Dämpfergehäuse (14) eingesetzt und diese Baugruppe dann in ein Vorrichtungsgehäuse (12) gesetzt und dort mittels einer Verstemmung (56) ortsfest festgelegt wird, wobei zugleich das Trennelement (22) mittels eines sich im Vorrichtungsgehäuse (12) befindenden, ringförmigen Stützelements (44) bezogen auf eine Längsachse (48) schräg nach radial außen und axial in Richtung zum Dämpfergehäuse (14) gedrängt wird.