DE19642792A1 - Schwingungsdämpfer, insbesondere für eine hydraulische, schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schwingungsdämpfer zur Dämp­ fung von Druckschwingungen in Bremsflüssigkeit einer hydrau­ lischen, schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlage, nach der Gat­ tung des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist bekannt aus der DE 43 36 464 A1. Der bekannte Schwingungsdämpfer weist eine Dämp­ ferdose auf, die radial an einer Bremsleitung angebracht ist. Als Dämpfungselement ist eine scheibenförmige Membran aus ei­ nem gummielastischem Werkstoff in einer Tangentialebene zur Bremsleitung in der Dämpferdose angebracht, die einen Innen­ raum der Dämpferdose in eine mit Bremsflüssigkeit gefüllte, mit der Bremsleitung kommunizierende Dämpferkammer und in ei­ nen gasgefüllten Hohlraum unterteilt.

Der Schwingungsdämpfer dient dazu, im Schlupfregelbetrieb auftretende Druckschwingungen zu dämpfen und Druckspitzen ab­ zubauen. Derartige Druckschwingungen werden von einer als Kolbenpumpe ausgebildete Rückförderpumpe verursacht, der Schwingungsdämpfer bewirkt einen gleichmäßigeren und auch hö­ heren Förderstrom. Des weiteren werden Druckschwingungen und sprungartige Druckänderungen durch Schalten von Magnetventi­ len der Fahrzeugbremsanlage im Schlupfregelbetrieb verur­ sacht. Insbesondere bei Beendigung des Schlupfregelbetriebs tritt eine hohe Druckspitze auf. Diese Druckschwingungen und sprungartigen Druckänderungen werden vom Schwingungsdämpfer gedämpft, wodurch eine Regelgüte der Schlupfregelung verbes­ sert, einer Geräuschbildung entgegengewirkt und eine hohe me­ chanische Beanspruchung der Teile der Fahrzeugbremsanlage durch Abbau von Druckspitzen verringert wird. Des weiteren wird Schwingkavitation vermieden.

Um eine ausreichende Dämpfungswirkung zu erzielen, ist es er­ forderlich, eine Membran ausreichend großer Fläche sowie die Dämpferkammer und den gasgefüllten Hohlraum mit ausreichend großem Volumen vorzusehen, was eine große Dämpferdose zur Folge hat. Bei modernen, schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanla­ gen haben zwischen Hauptbremszylinder und Radbremszylindern gelegene hydraulische Elemente, wie Magnetventile und Rück­ förderpumpen, vornehmlich aus Gründen der Gewichts- und Ko­ steneinsparung und zur Reduzierung des erforderlichen Einbau­ raums, eine Verkleinerung ihres Bauvolumens und eine dichtge­ packte Anordnung in einem sog. Hydraulikblock erfahren, in dem sie mechanisch gehalten und durch den sie hydraulisch miteinander verschaltet sind. Der bekannte Schwingungsdämpfer läßt sich aufgrund seiner Baugröße nicht in dem Hydraulik­ block unterbringen, er ist außerhalb angebracht. Hinzu kommt seine radiale Anordnung außen an einer Bremsleitung, die un­ günstig in Bezug auf einen kompakten Einbauraum ist.

Vorteile der Erfindung

Beim erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ist das Dämpfungselement rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Grundkörper, in welchem ein Bremsflüssigkeit führender Fluidkanal verläuft, der bei­ spielsweise Teil einer Bremsleitung ist. Das Dämpfungselement schließt eine mit Bremsflüssigkeit gefüllte, mit dem Fluidka­ nal kommunizierende Dämpferkammer zwischen sich und dem Grundkörper ein. Das Dämpfungselement muß nicht zylindrisch sein, es kann auch kegelig sein und/oder einen von der Kreis­ form abweichenden, beispielsweise ovalen, elliptischen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer hat den Vorteil, daß er durch die Rohrform seines Dämpfungselements eine große Dämpfungsfläche bei klei­ nem Platzbedarf aufweist und dadurch eine gute Dämpfungswir­ kung hat. Weiterer Vorteil ist die kompakte und platzsparende Anordnung des Dämpfungselements um den Fluidkanal herum, die radial nicht oder nur wenig über den Grundkörper vorsteht. Weiterer Vorteil der Erfindung ist der kostengünstige Aufbau des Schwingungsdämpfers aus wenigen Teilen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die ein­ zige Figur zeigt einen Achsschnitt durch einen erfindungsge­ mäßen Schwingungsdämpfer.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer 10 weist eine Hohl­ schraube 12 als Grundkörper auf, die mit einem Außengewinde 52 an ihrem einen Ende in eine fluidbeaufschlagbare Gewinde­ bohrung 14 eines Bauteils 16, beispielsweise eines Hydraulik­ blocks eingeschraubt ist. Die Hohlschraube 12 dient zum hy­ draulischen Anschluß einer nicht dargestellten Bremsleitung an das Bauteil 16. Als Fluidkanal weist die Hohlschraube 12 zwei axiale Sackbohrungen 18, 20 auf, die mit Abstand vonein­ ander im Mittelbereich der Hohlschraube 12 enden. Nahe eines Bohrungsgrundes münden je eine Radialbohrung 22, 24, welche um 180° versetzt zueinander in einem Schaft 26 der Schraube 12 angebracht sind, in die Sackbohrungen 18, 20. Da die Sack­ bohrungen 18, 20 mit axialem Abstand voneinander enden, sind auch die Radialbohrungen 22, 24 axial zueinander versetzt.

Unterhalb eines Schraubenkopfs 28 ist eine flache, umlaufende Nut am Schaft 26 der Hohlschraube 12 angebracht, die eine Dämpferkammer 30 des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers 10 bildet. Die Nut ist so breit, daß sie die beiden Radialboh­ rungen 22, 24 überdeckt, d. h. die beiden axialen Sackbohrun­ gen 18, 20 der Hohlschraube 12 kommunizieren durch die Ra­ dialbohrungen 22, 24 und durch die Dämpferkammer 30 hindurch miteinander. Durch eine Sackbohrung 18 einströmende Brems­ flüssigkeit wird rechtwinklig in die Radialbohrung 22 umge­ lenkt, fließt in die Dämpferkammer 30 und gelangt nach Um­ strömen des Schraubenschafts 26 in die andere Radialbohrung 24, von der sie um 90° umgelenkt in die andere Axialbohrung 20 der Hohlschraube 12 fließt.

Unter den Schraubenkopf 28 an dessen eine Ringschulter 31 bildende Unterseite ist ein rohrförmiges Dämpfungselement 32 auf den Schraubenschaft 26 aufgeschoben, das die Dämpferkam­ mer 30 fluiddicht zwischen sich und dem Schraubenschaft 26 einschließt. Das Dämpfungselement 32 besteht aus einem gegen Bremsflüssigkeit beständigen Elastomer, wofür sich Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) bewährt hat. Zur Bildung der Dämpferkammer oder zur Vergrößerung deren Volumens kann auch das Dämpfungselement 32 eine umlaufende Ausnehmung an seiner Innenumfangsfläche aufweisen (nicht dargestellt).

Das Dämpfungselement 32 ist in einen rohrförmigen Stützkörper 34 eingesetzt, mit dem zusammen es auf den Schraubenschaft 26 aufgeschoben ist. Der Stützkörper 34 umschließt das Dämpfung­ selement 32 und stützt es mechanisch von außen ab. Zugleich begrenzt er die Verformung des Dämpfungselements 32.

Der Stützkörper 34 befindet sich zwischen dem Schraubenkopf 28 und dem Bauteil 16, in das die Hohlschraube 12 mit ihrem Ende eingeschraubt ist. Er bildet zugleich einen Abstandshal­ ter, der den Abstand der die Ringschulter 31 bildenden Unter­ seite des Schraubenkopfs 28 vom Bauteil 16 bestimmt und eine Spannkraft beim Anziehen der Hohlschraube 12 von deren Schraubenkopf 28 auf das Bauteil 16 überträgt.

An seinen Stirnenden ist der Stützkörper 34 mit Ringstufen 36, 38 versehen, in die mit dem Dämpfungselement 32 einstücki­ ge Fußflansche 40, 42, die sich an dessen Stirnseiten be­ finden, eingreifen. Auf diese Weise sind die Stirnseiten des Dämpfungselements 32 sicher gegen Herausrutschen zwischen dem Stützkörper 34 und der Hohlschraube 12 gehalten und die fluiddichte Abdichtung der Dämpferkammer 30 durch Anlage des Dämpfungselements 32 am Schraubenschaft 26 seitlich der Dämp­ ferkammer 30 ist sichergestellt.

An seinem Außenumfang weist das Dämpfungselement 32 zwei um­ laufende Nuten 44, 46 in Höhe der Radialbohrungen 22, 24 des Schraubenschafts 26 auf. Die Nuten 44, 46 sind nach außen von dem das Dämpfungselement 32 umschließenden Stützkörper 34 verschlossen, sie bilden luftgefüllte Hohlräume. Zusätzlich zu den Nuten 44, 46 am Dämpfungselement 32 oder anstatt der Nuten 44, 46 können am Stützkörper 34 auf seiner dem Däm­ pfungselement 32 zugewandten Innenseite umlaufende Nuten vor­ gesehen sein (nicht dargestellt).

In einem Mittelabschnitt zwischen den Nuten 44, 46 liegt das Dämpfungselement 32 innen am Stützkörper 34 an, dieser Zwi­ schenbereich bildet eine Abstützung 48. Im Stützkörper 34 ist eine Durchgangsbohrung 50 kleinen Durchmessers angebracht, die einen Luftdurchtritt bildet und im Bereich der Abstützung 48 des Dämpfungselements 32 mündet. Dieser Luftdurchtritt 50 ist bei unverformtem Dämpfungselement 32 durch dessen Abstüt­ zung 48 gegen von außen eindringende Verschmutzung verschlos­ sen. Lediglich wenn sich das Dämpfungselement 32 nach innen wölbt, ist der Luftdurchtritt 50 offen und kommuniziert mit den umlaufenden Nuten 44, 46 am Außenumfang des Dämpfungsele­ ments 32.

Funktion des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer 10 ist Bestandteil einer nicht dargestellten Bremsleitung, insbesondere einer an einen Hauptbremszylinder angeschlossenen, zu Radbremszylin­ dern führenden Hauptbremsleitung. Die den Fluidkanal bilden­ den Sack- und Radialbohrungen 18, 20, 22, 24 sowie die Dämp­ ferkammer 30 sind mit Bremsflüssigkeit gefüllt. Bremsflüssig­ keit kann in beiden Richtungen durch die axiale Sackbohrung 20 und die in sie mündende Radialbohrung 24 in die Dämpfer­ kammer 30 ein- bzw. ausströmen. In der Dämpferkammer 30 um­ strömt die Bremsflüssigkeit den Schraubenschaft 26 und tritt in die andere Radialbohrung 22 und von dieser in die andere axiale Sackbohrung 18 ein. Abhängig vom Druck der Bremsflüs­ sigkeit wird das Dämpfungselement 32 radial nach außen gegen den Stützkörper 34 gedrückt und zugleich komprimiert, dabei wird die in den Nuten 44, 46 im Außenumfang des Dämpfungsele­ ments 32 eingeschlossene Luft komprimiert.

Erhöht sich der Druck in der Bremsflüssigkeit, wird die Kom­ pression und elastische Verformung des Dämpfungselements 32 und die Kompression der in den Nuten 44, 46 eingeschlossenen Luft vergrößert, wobei das Dämpfungselement 32 Verformungse­ nergie aufnimmt, welche bei einer Rückverformung auf die Bremsflüssigkeit zeitlich versetzt und gedämpft zurücküber­ tragen wird. Verringert sich der Druck in der Bremsflüssig­ keit, verformt sich das Dämpfungselement 32 nach innen und wird, ebenso wie die in den Nuten 44, 46 auf der Außenseite des Dämpfungselements 32 eingeschlossene Luft dekomprimiert und nimmt dabei wiederum Verformungsenergie auf, die bei ei­ ner Rückverformung zeitlich versetzt und gedämpft an die Bremsflüssigkeit abgegeben wird. Druckschwingungen in der Bremsflüssigkeit werden somit gedämpft, unabhängig davon, ob die Bremsflüssigkeit steht oder den Schwingungsdämpfer 10 durchströmt. Bei gleichbleibendem Druck wird das Dämpfungse­ lement 32 nicht verformt und nimmt keine Energie aus der Bremsflüssigkeit auf.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer 10 besteht aus nur drei Einzelteilen, nämlich der Hohlschraube 12, die mit ihrem Ende in das Bauteil 16 eingeschraubt ist, dem rohrförmigen Dämpfungselement 32 und dem rohrförmigen Stützkörper 34. Der Stützkörper 34 steht radial nicht über den Schraubenkopf 28 über. Die Hohlschraube 12 dient als Grundkörper des erfin­ dungsgemäßen Schwingungsdämpfers 10. Anstelle der beispielhaft dargestellten Hohlschraube 12 kann auch ein anderer Grundkör­ per mit einem zylindrischen oder prismatischen Abschnitt vor­ gesehen werden, auf den der Stützkörper 34 mit dem Dämpfung­ selement 32 aufschiebbar ist. Grundkörper 12, Dämpfungsele­ ment 32 und Stützkörper 34 müssen nicht notwendig zylin­ drisch, sie können auch kegelförmig und/oder einen von der Kreisform abweichenden, beispielsweise ovalen, elliptischen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.

Claims (11)

1. Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Druckschwingungen in Bremsflüssigkeit einer hydraulischen, schlupfgeregelten Fahr­ zeugbremsanlage, mit einem Grundkörper, der einen mit Brems­ flüssigkeit beaufschlagbaren Fluidkanal aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (10) ein im wesent­ lichen rohrförmiges, elastisches Dämpfungselement (32) auf­ weist, das den Grundkörper (12) umgreift und eine Dämpfungs­ kammer (30) zwischen sich und dem Grundkörper (12) ein­ schließt, welche mit dem Fluidkanal (18, 20) kommuniziert.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (32) eine umlaufende Dämpfungs­ kammer (30) zwischen sich und dem Grundkörper (12) ein­ schließt.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (12) eine prismatische oder zy­ lindrische Form aufweist.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal (2) voneinander ge­ trennte Abschnitte (18, 20) aufweist, die durch die Dämp­ fungskammer (30) hindurch miteinander kommunizieren.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (10) einen rohrförmigen Stützkörper (34) aufweist, der das Dämpfungsele­ ment (32) umgreift.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützkörper (34) einen gasgefüllten Hohlraum (44, 46) zwischen sich und dem Dämpfungselement (32) ein­ schließt.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hohlraum (44, 46) um das Dämpfungselement (32) umlaufend ausgebildet ist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützkörper (34) einen Luftdurchtritt (50) auf­ weist, durch den der Hohlraum (44, 46) mit der Umgebungsluft kommuniziert.

9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (32) den Luftdurchtritt (50) verschließend abdeckt.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Grundkörper (12) ein zum Dämpfungselement (32) und zum Stützkörper (34) koaxiales Außengewinde (52), mit dem er in eine Gewindebohrung (14) eines weiteren Bauteils (16) eingeschraubt ist, und eine radiale, dem Bauteil (16) zuge­ wandte Ringschulter (31) aufweist, daß das Dämpfungselement (32) mit seinen Stirnflächen dichtend an dem Bauteil (16) und der Ringschulter (31) anliegt, und daß das Stützelement (34) einen Abstandshalter bildet, der zwischen der Ringschulter (54) und dem Bauteil (16) eingesetzt ist.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dämpfungselement (32) einen umlaufenden Fuß­ flansch (40, 42) an mindestens einem Stirnende aufweist, der in einer Ringstufe (36, 38) des Stützkörpers (34) einliegt.