Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Druckmittelspeicher gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art
aus.
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Ein derartiger Druckmittelspeicher ist aus der deutschen
Offenlegungsschrift DE 199 06 800 A1 bekannt und ist
beispielsweise im Bereich der Fahrzeughydraulik, wie bei einer
elektrohydraulischen Bremsanlage, einsetzbar.
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Der bekannte Druckmittelspeicher umfaßt ein Gehäuse, in dem
ein Innenraum ausgebildet ist, der mittels eines als
Faltenbalg ausgebildeten Medientrennungselements in einen
innerhalb des Medientrennungselements liegenden Gasraum und
einen das Medientrennungselement umgebenden Fluidraum
getrennt ist. Von dem Fluidraum zweigt ein hydraulischer
Anschluß ab, der mit einem Ventil versehen ist, das mittels
einer stirnseitigen Platte des Medientrennungselements
betätigbar ist. Das Medientrennungselement ist mittels einer
Spiralfeder, die an der stirnseitigen Platte angreift, in
Richtung des Ventils vorgespannt.
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Dieser bekannte Druckmittelspeicher weist jedoch den
Nachteil auf, daß die Ausbildung des Ventils in dem
hydraulischen Anschluß sehr aufwendig ist.
Vorteile der Erfindung
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Der Druckmittelspeicher nach der Erfindung mit den
Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem
die Führung als Ventil zum Sperren eines ersten, das
Medientrennungselement umgebenden Bereichs des Fluidraums
gegenüber einem zweiten, sich stirnseitig an das
Medientrennungselement anschließenden Bereich des Fluidraums
ausgebildet ist, hat den Vorteil, daß auf ein in dem
Fluidanschluß angeordnetes Ventil verzichtet werden kann, da
dessen Aufgabe von der als Ventil ausgebildeten Führung
übernommen wird.
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Der Druckmittelspeicher nach der Erfindung kann
grundsätzlich bei einer Vielzahl hydraulischer Anwendungen zum
Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz
des erfindungsgemäßen Druckmittelspeichers im Bereich der
Fahrzeughydraulik, insbesondere bei einer
elektrohydraulischen Bremsanlage oder einer Fahrzeuglenkung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des
Druckmittelspeichers nach der Erfindung ist die Führung als Ring
ausgebildet, der mindestens einen vorzugsweise am Umfang
angeordneten Kanal umfaßt, der von einer ersten Stirnseite des Rings
zu einer zweiten Stirnseite des Rings führt. Ein derartiger
Ring wirkt mit einem Boden des Innenraums des Gehäuses
zusammen und sperrt in Schließstellung aufgrund des
Anpreßdrucks, mit dem der Ring an dem Boden anliegt, die Strömung
von Fluid von dem ersten Bereich des Fluidraums in den
zweiten Bereich des Fluidraums.
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Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn an dem
Medientrennungselement eine Undichtigkeit auftritt und Gas aus dem
Gasraum in den ersten Bereich des Fluidraums strömt, so daß
kein Gas in den Bremskreislauf eintritt. In diesem Falle
bewegt sich die Stirnseite des beispielsweise als
Faltenbalg ausgebildete Medientrennungselements in Richtung des
Bodens des Innenraums, so daß die als Ring ausgebildete
Führung mit einer Stirnseite auf dem Boden aufliegt und den
zweiten, sich stirnseitig an das Medientrennungselement
anschließenden Bereich des Fluidraums gegenüber dem ersten,
das Medientrennungselement umgebenden Bereich des
Fluidraums abdichtet.
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Die als Ring ausgebildete Führung ist vorzugsweise aus
Teflon bzw. einem Teflon aufweisenden Werkstoff gefertigt.
Ein derartiger Werkstoff bildet einen sich an dem Boden
dichtend anschmiegsamen Werkstoff, der in Sperrstellung des
als Ventil ausgebildeten Rings für eine hinreichende
Dichtigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich des
Fluidraums sorgt.
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Die Dichtwirkung des als Ventil ausgebildeten Rings ist
vorteilhaft durch eine Druckfeder unterstützt, die in dem
im Inneren des Medientrennungselements ausgebildeten
Gasraum angeordnet ist.
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Das Medientrennungselement kann bei einer vorteilhaften
Ausführung mit einem vorzugsweise topfartigen Einsatz
verbunden sein, der in den als Ventil ausgebildeten Ring
eingreift und so die Verbindung zwischen dem
Medientrennungselement und dem als Führung und Ventil dienenden Ring
herstellt. Der vorzugsweise topfartige Einsatz kann aus
Aluminium oder auch Stahl gefertigt sein und ist so auf
herkömmliche Weise mit dem beispielsweise aus einem Federstahl
bestehenden Medientrennungselement verbindbar.
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Eine hinreichend hohe Stabilität der Verbindung zwischen
dem topfförmigen Einsatz und dem als Führung und Ventil
dienenden Ring kann beispielsweise dadurch hergestellt
sein, daß der Einsatz an seinem Umfang mindestens eine Nut
aufweist, in die ein korrespondierender Bereich des Rings
eingreift.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des
Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der
Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Zwei Ausführungsbeispiele eines Druckmittelspeichers nach
der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen
Druckmittelspeicher nach der Erfindung;
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine alternative
Ausführungsform des Druckmittelspeichers nach der Erfindung in
einer ausschnittsweisen Darstellung; und
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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in der
Fig. 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In Fig. 1 ist ein Druckmittelspeicher 10 dargestellt, der
Bestandteil einer elektrohydraulischen Bremse ist und in
einem Hydraulikaggregat angeordnet ist.
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Der Druckmittelspeicher 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem
eine einen Innenraum bildende Bohrung 14 ausgebildet ist,
die mittels eines Deckels 16 verschlossen ist.
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In dem Innenraum 14 ist ein Medientrennungselement 18
angeordnet, das von einem dünnwandigen, aus Federstahl
gebildeten Faltenbalg gebildet ist, der einerseits druckdicht mit
dem den Innenraum 14 verschließenden Deckel 16 verbunden
ist und andererseits von einer hier mit dem Faltenbalg 18
einstückigen Endplatte 20 verschlossen ist.
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Der Faltenbalg 18 ist mittels einer spiralförmigen
Druckfeder 22 in Richtung der Platte 20 vorgespannt. Die
Druckfeder 22 stützt sich an dem Deckel 16 ab und greift an der
Platte 20 an.
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Der als Medientrennungselement ausgebildete Faltenbalg 18
umschließt einen Gasraum 24, der unter einem Druck von bis
zu 200 bar stehen kann und über eine in dem Deckel 16
ausgebildete Öffnung 26 unter einen gewünschten Druck gesetzt
werden kann. Die Öffnung 26 ist mit einer Kugel 28 und
einem Schraubstopfen 30 gasdicht verschließbar.
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Das Medientrennungselement 18 trennt den Gasraum 24 von
einem Fluidraum, der aus einem ersten, das Medientrennelement
18 radial umgebenden Bereich 32 und einem zweiten, sich
stirnseitig an das Medientrennelement 18 anschließenden
Bereich 34 besteht. Von dem Bereich 34 des Fluidraums zweigt
ein Fluidanschluß 42 ab, der zu einem hier nicht näher
dargestellten Druckmittelverbraucher führt. Das im
Normalbetrieb des Druckmittelspeichers 10 in dem Fluidraum
enthaltene Fluid ist im vorliegenden Fall Bremsflüssigkeit. Die
Bremsflüssigkeit kann beispielsweise unter einem Druck von
bis zu 200 bar stehen.
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Der erste, im wesentlichen ringförmige Bereich 32 ist von
dem zweiten Bereich 34 durch einen vorliegend aus einem
Teflon-Werkstoff bestehenden Ring 36 getrennt, der als
Führung für das Medientrennungselement 18 und als Ventil zum
Sperren des zweiten Bereichs 34 gegenüber dem ersten
Bereich 32 dient. Der Ring 36 ist mit einem engen Spiel in
der Bohrung 14 axial gleitend geführt.
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In den Ring 36 ist ein topfartiger Einsatz 38 eingepreßt,
an dessen Boden die Endplatte 20 des
Medientrennungselements 18 befestigt ist.
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Am Umfang des Rings 36 ist eine spiralförmig verlaufende
Nut 40 angeordnet, die von der an den ersten Raum 32
angrenzenden Stirnseite des Rings 36 zu der an den zweiten
Raum 34 angrenzenden Stirnseite des Rings 36 führt und im
Normalbetrieb des Druckmittelspeichers 10 einen
Fluidaustausch zwischen dem ersten Bereich 32 und dem zweiten
Bereich 34 des Fluidraums gewährleistet.
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Der als Ventil dienende Ring 36 wirkt in Sperrstellung mit
einem Boden 44 der Bohrung 14 zusammen, und zwar derart,
daß er mit seiner Stirnseite auf dem Boden 44 dichtend
aufliegt und so einen über die Nut 40 erfolgenden Fluidstrom
zwischen dem ersten Bereich 32 und dem zweiten Bereich 34
des Fluidraums unterbindet. Diese Dichtwirkung wird durch
die in dem Gasraum 24 angeordnete, in Richtung des Bodens
44 wirkende Druckfeder 22 unterstützt.
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Eine derartige Dichtung des Bereichs 34 gegenüber dem
Bereich 32 erfolgt, wenn eine Undichtigkeit in dem
Medientrennungselement 18 vorliegt und Gas aus dem Gasraum 24 in
den ersten Bereich 32 des Fluidraums strömt. In diesem Fall
verschiebt sich der Boden 20 des Medientrennungselements 18
in Richtung des Bodens 44 der Bohrung 14, so daß die
Stirnseite des Rings 36 an dem Boden 44 anliegt und den Bereich
34 gegenüber dem Bereich 32 des Fluidraums dichtet.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eines
Druckmittelspeichers 50 unterscheidet sich von derjenigen nach
Fig. 1 dadurch, daß der Ring 36, welcher als Führung für das
als Faltenbalg ausgebildete Medientrennungselement 18
dient, einen Boden 52 aufweist und mithin entsprechend dem
topfförmigen Einsatz 38 ebenfalls topfförmig ausgebildet
ist, was eine höhere Dichtigkeit gewährleistet. Der Boden
52 des Rings 36 ist gegenüber der in Richtung des Bodens 44
der Bohrung 14 weisenden Stirnseite des Rings 36 derart
zurückversetzt, daß ein Spalt zwischen dem Boden 52 und dem
Boden 44 verbleibt, wenn der Ring 36 an dem Boden 44
anliegt.
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Des weiteren sind an dem topfförmigen Einsatz 38
ringförmige Nuten 54 ausgebildet, in welche korrespondierende
Bereiche 56 des aus einem Teflon-Werkstoff gefertigten Rings 36
eingreifen, was zu einer guten Verklemmung zwischen dem
topfförmigen Bauteil 38 und dem Ring 36 führt.
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Ferner sind an dem Ring 36 am Umfang axial ausgerichtete,
über den Umfang regelmäßig verteilte Kanäle 54 ausgebildet,
die im Normalbetrieb des Druckmittelspeichers 50 einen
Fluidaustausch zwischen dem ersten Bereich 32 des
Fluidraums und dem zweiten Bereich 34 des Fluidraums
gewährleisten. Ein Querschnitt durch einen Teil der Kanäle 54 ist in
Fig. 3 dargestellt.
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In Sperrstellung des Rings 38, d. h. wenn der Ring 36 auf
dem Boden 44 aufsteht, ist der Fluidaustausch zwischen dem
ersten Bereich 32 und dem zweiten Bereich 34 gesperrt.
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Im übrigen entsprechen der Aufbau des Druckmittelspeichers
50 und dessen Funktion bzw. Wirkungsweise im wesentlichen
dem Aufbau bzw. der Wirkungsweise des Druckmittelspeichers
nach Fig. 1.