DE19709779A1

DE19709779A1 - Druckmittelspeicher

Info

Publication number: DE19709779A1
Application number: DE1997109779
Authority: DE
Inventors: Georg Sonnenschein; Hans-Dieter Reinartz
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-17

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 482 916 A1 geht bereits ein Druckmittelspeicher hervor, der aus einem einteiligen, dünnwandigen und plastisch verformten Gehäuse besteht, dessen zwischen der Membran und dem Gehäuse befindlichen Kammer einen separat eingesetzten Druckmittelanschluß aufweist. Auf der entgegengesetzten Seite der Membran befindet sich ein Füllanschluß im Gehäuse, um eine weitere, zwischen der Membran und dem Gehäuse befindliche Kammer mit einem konstanten Speicherdruck zu versehen, der die Druck- und Volumencharakteristik des Membranspeichers festlegt. Der vorgeschlagene Membranspeicher ist ausschließlich auf die Verwendung als Hochdruckspeicher beschränkt.

Als Niederdruckspeicher kommen häufig Kolbenspeicher zur Anwendung, die jedoch hinsichtlich ihrer Funktion und infolge einer häufig vielteiligen, aufwendigen Konstruktion mit Nachteilen behaftet sind. Ein Speichersystem vorgenannter Bauart geht hierzu beispielhaft aus der DE 41 41 929 A1 hervor.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen einfachen, kostengünstigen und dennoch funktionssicheren Druckmittelspeicher zu entwickeln, der auch für ein Niederdruckspeichersystem verwendet werden kann. Einer besonderen Beachtung gilt hierbei der Verbesserung des Ansprechverhaltens. Ferner soll der Druckmittelspeicher unter bestimmten Betriebsbedingungen auch im Hinblick auf die Verwendung für eine schlupfgeregelte Radbremsanlage gegen unbeabsichtigtes Evakuieren.

Diese Aufgabenstellung wird für einen Druckmittelspeicher der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung mehrerer konstruktiver Ausführungs beispiele hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegen standes als Membranspeicher mit vorgespannter Dehnungsmembran,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegen standes als Rollmembranspeicher mit integrierter Gummirückholfeder und sogenannter Bremsent leerungssperre,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Druckmittel-Druck mittelspeichers als Gasdruckspeicher mit Trennkolben und Rückstellfeder.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer nicht maßstäblicher Dar stellung einen Membranspeicher im Längsschnitt. Der dick wandige Bereich des Gehäuses 4 ist von einem sich in Rich tung der bewegbaren Wand 1 erstreckenden Druckmittel kanal 2 durchdrungen. Die bewegbare Wand 1, die aus einer gas- und druckmittelundurchlässigen Membran gebildet ist, kann sowohl mittels einer Eigenvorspannkraft, die durch die Ein spannung in ihren Endbereich zwischen einem Deckel 5 und dem Gehäuse 4 zustandekommt, als auch durch die kuppenförmige Erstreckung des Gehäuses 4 in Richtung der Membran begün stigt werden. Die hierdurch vorgespannte Wand 1 übernimmt somit die Funktion einer Dehnungsmembran, d. h. die Membran dehnt sich in Richtung auf den schalenförmigen Deckel 5, sobald der im Druckmittelkanal 2 anstehende Druck den über eine Belüftungsöffnung im Deckel 5 anstehenden Atmosphären druck überschreitet. Der Atmosphärendruck bestimmt im vor liegenden Ausführungsbeispiel den Anlegedruck der bewegbaren Wand 1 Gehäuse 4, so daß in der Ruheposition die Wand 1 den Druckmittelkanal 2 verschlossen hält. Die Auslegung der be wegbaren Wand 1 als in Ruheposition vorgespannte Dehnungs membran hat den Vorteil, daß bei Verwendung des Druckmittel speichers als Niederdruckspeicher für schlupfgeregelte Rad bremsanlagen unter bestimmten Betriebsbedingungen dem Druck mittelkanal 2 ein Vordruck ausgeprägt ist, der als Vorlade druck über den Druckmittelkanal 2 der Saugseite einer Pumpe zugeführt werden kann, die Bestandteil eines nach dem Rück förderprinzip arbeitenden Radschlupfregelsystems ist. In diesem Anwendungsfall ist das Gehäuse 4 Gegenstand einer vorzugsweise blockförmig gestalteten Bremsdruckregeleinheit, wobei der Druckmittelkanal 2 sowohl mit Radauslaßventilen als auch mit der bereits genannten Saugseite einer Rückför derpumpe des Bremsdruckregelsystems in Verbindung steht. Die als Dehnungsmembran ausgeführte bewegbare Wand 1 liegt in der abbildungsgemäßen Ruheposition voll flächig entlang der kuppenförmigen Außenkontur des Gehäuses 4 an. Zur Ver besserung der Membraneinspannung ist der Rand der bewegbaren Wand 1 verstärkt und in einer Nut im Gehäuse 4 gehalten. Auf Höhe der Nut befindet sich der Rand des relativ dünnwandigen Deckels 5, der vorzugsweise mittels einer Verstemmung von Werkstoffmaterial des Gehäuses 4 den Rand der bewegbaren Wand 1 fest in die Ringnut preßt. Entsprechend der Darstel lung ist somit die bewegbare Wand 1 (Dehnungsmembran) zwi schen dem Gehäuse 4 und dem schalenförmigen Deckel 5 einge spannt, wobei die Wandstärke des vom Druckmittelkanal 2 ab gewandten Deckels 5 wesentlich kleiner ist als der gezeigte blockförmige Abschnitt des Gehäuses 4. Wie bereits erwähnt, ist die bewegbare Wand 1 in Ruhestellung geringfügig ela stisch vorgespannt und wird zur weiteren Aufnahme des in den Druckmittelkanal 2 geförderten Druckmittels zusätzlich ela stisch verformt und verspannt. Es ist jedoch auch möglich, auf die Eigenvorspannkraft der Membran in der Ruheposition zu verzichten, indem die bewegbare Wand 1 zunächst zugentla stet am Gehäuse 4 verharrt. Bei Aufbringen einer Eigenvor spannkraft auf die bewegbare Wand 1 in Ruheposition erhöht sich zwangsläufig die Vorspannkraft der bewegbaren Wand 1 mit Zunahme des Arbeitshubs, in der die bewegbare Wand 1 zur Aufnahme von Druckmittelvolumen entfernt vom Druckmittel kanal 2 in Nähe des Deckels 5 verharrt oder sich gar an die sem zur Minderung der Beanspruchung abstützt. Durch die da mit in Arbeitshubstellung bestehende erhöhte Vorspannkraft und Volumenaufnahme der bewegbaren Wand 1 ist eine besonders einfache Rückstellung der Membran bis hin zur abbildungs gemäßen Ruheposition selbsttätig gewährleistet. Der im we sentlichen schalenförmig nach außen gewölbte Deckel 5 weist zumindest eine Öffnung auf, die eine Be- und Entlüftung des zwischen der bewegbaren Wand 1 und dem Deckel gelegenen Hohlraums ermöglicht. Die Öffnung kann beispielhaft durch Stanzen oder durch Einstemmen hergestellt sein.

Alle weiteren in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfüh rungsformen zeigen weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung, die im nachfolgenden im Hinblick auf die beste henden Unterschiede gegenüber Fig. 1 erläutert werden.

Die Fig. 2 zeigt anstelle der aus Fig. 1 bekannten Dehnungs membran als bewegbare Wand 1 eine Rollmembran, die mit ihrem Rand gleichfalls zwischen dem Gehäuse 4 und dem Deckel 5 eingespannt ist, die in der abbildungsgemäßen Ruheposition den Druckmittelkanal 2 vom Druckmittelkanal 6 trennt, wozu auf der vom Druckmittelkanal 6 abgewandten Fläche der Wand 1 außer dem Atmosphärendruck als Anlegedruck eine Druckfeder 3 einwirkt. Entsprechend dem vorgeschlagenen Ausführungsbei spiel ist die Druckfeder 3 aus dem Werkstoff der als beweg baren Wand 1 wirksamen Rollmembran hergestellt und mit die ser vorzugsweise zu einer einteiligen Einheit verbunden. Die Längselastizität dieser Druckfeder 3 wird mittels im Werkstoff der Druckfeder 3 eingebrachten Öffnungen 4 beein flußt. Die Druckfeder 3 stützt sich überdies an dem das Ge häuse 4 verschließenden Deckel 5 ab. Alternativ zur ein teiligen Ausführung der Druckfeder 3 mit der bewegbaren Wand 1, schlägt die Erfindung eine Druckfeder 3 aus einem Kunst stoff vor, die vorzugsweise in der bewegbaren Wand 1 einge knöpft werden kann, so daß die Druckfeder 3 mit der beweg baren Wand 1 eine eigenständig handhabbare Baugruppe bildet. Der in Fig. 2 dargestellte Druckmittelspeicher ermöglicht gleichfalls wie der Druckmittelspeicher nach Fig. 1 infolge der Schließwirkung der bewegbaren Wand 1 in Ruheposition, daß der im Druckmittelkanal 2 anstehende Druck einer Rad bremse nur dann in den Druckmittelspeicher gefördert werden kann, wenn nach dem Öffnen des Auslaßventils der Flüssig keitsdruck größer ist als der Anlegedruck der bewegbaren Wand 1. Andererseits kann gemäß der Darstellung nach Fig. 2 eine am Druckmittelkanal 6 angeschlossene Pumpe des Rad schlupfregelsystems den Druckmittelspeicher auch nur bis zum Erreichen des Anlegedrucks entleeren, weil dann die beweg bare Wand den Druckmittelkanal 6 verschließt. Somit ist aus geschlossen, daß die Radbremse beim Öffnen des am Druckmit telkanal 2 angeschlossenen Auslaßventils infolge der Saug wirkung der Pumpe im Druckmittelkanal 6 evakuiert werden kann. Hierdurch übernimmt der zu Fig. 2 beschriebene Druck mittelspeicher eine Schutzfunktion vor unbeabsichtigtem Evakuieren der Radbremse (sog. Bremsentleerungssperre) und es erübrigt sich somit das bei Antriebsschlupfregelbetrieb notwendige Druckvorhalteventil zwischen Druckmittelspeicher und Pumpe, das normalerweise im Druckmittelkanal 6 angeord net wäre. Wie bereits in Bezugnahme auf Fig. 2 erwähnt wur de, ergibt sich infolge der Druckfeder 3 ein weiterer, vor teilhafter Effekt, da die Druckfeder 3 infolge ihrer Vor druckwirkung einen Vorladedruck über den Druckmittelkanal 6 der Pumpe bereitstellt.

Die Fig. 3 zeigt abweichend von den vorangegangenen Ausführungsformen eine als Kolben bewegbar ausgeführte Wand 1, die auf der vom Druckmittelkanal 2 abgewandten Seite von einem Gas beaufschlagt und im Deckel 5 verschiebbar ist. Am Umfang dieses Kolbens befinden sich Dichtlippen 8, womit eine Abdichtung des zwischen dem Kolben und dem Deckel 5 eingeschlossenen Gases gegenüber der im Druckmittelkanal 2 befindlichen Flüssigkeit erfolgt. Über diesen grundlegenden Aufbau eines Gasdruckspeichers mit Trennkolben hinaus, zeigt die Abbildung ferner einen am Kolben angeformten Fortsatz 7, der als Anschlag am Deckel 5 wirkt und eine Druckfeder 3 zwecks zusätzlicher Vorspannung der bewegbaren Wand 1 in nerhalb des Deckels 5 aufnimmt.

Alle vorangegangenen Ausführungsformen der Erfindung weisen als gemeinsames Merkmal eine Konstruktion auf, die die be wegbare Wand 1 als eigenständig mit dem Deckel 5 handhabbare Baugruppe bilden, da der Deckel 5 nicht nur eine Verschluß funktion für das Gehäuse 4 darstellt, sondern die bewegbare Wand 1 aufnimmt und fixiert. Alle übrigen Einzelheiten wie die Druckmittelkanäle 2, 6 und Ventile und Pumpe sind Gegen stand des Gehäuses 4.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine erhebliche Reduzie rung und Vereinfachung der erforderlichen Bau- und Funk tionselemente aus, wobei sowohl bei Berücksichtigung beider Alternativen, d. h. der Verwendung von Membran als auch Kol ben eine erhebliche Reduzierung des Loslaufdruckes zu Beginn der Druckmittelspeicherung zustandekommt, da bisher verwen dete Dichtringe entfallen. Sämtliche Ausführungsbeispiele lassen im gewissen Umfang Variationen miteinander zu, da sowohl die vorgestellten Membranspeicher als auch der Trennkolbenspeicher mit Atmosphärendruck oder mit erhöhtem Gasdruck betrieben werden können.

Bezugszeichenliste

1

Wand

2

Druckmittelkanal

3

Druckfeder

4

Gehäuse

5

Deckel

6

Druckmittelkanal

7

Kammer

8

Dichtlippe

9

Fortsatz

10

Öffnung

Claims

1. Druckmittelspeicher, insbesondere für hydraulische oder pneumatische Radschlupfregelsysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, in das in Richtung auf eine bewegbare Wand wenigstens ein Druckmittelkanal einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mit einem Deckel (5) verschlossen ist, der mit der bewegbaren Wand (1) eine eigenständig handhabbare Baugruppe bildet.

2. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die bewegbare Wand (1) in ihrer Ruheposi tion den Druckmittelkanal (2, 6) in Abhängigkeit eines definierten Anlegedrucks verschlossen hält.

3. Druckmittelspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anlegedruck zumindest dem Atmosphären druck entspricht, der auf der vom Druckmittelkanal (2, 6) abgewandten Fläche der Wand (1) ansteht.

4. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die bewegbare Wand (1) aus einer Dehnungs membran besteht, die vorzugsweise in Ruheposition vor gespannt ist.

5. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die bewegbare Wand (1) aus einer Rollmem bran besteht, die vorzugsweise mittels einer Druckfeder (3) in Ruheposition verharrt.

6. Druckmittelspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckfeder (3) aus einem Kunststoff besteht, die vorzugsweise in der Rollmembran eingeknöpft ist.

7. Druckmittelspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckfeder (3) aus dem Werkstoff der Rollmembran besteht und mit dieser vorzugsweise eine einteilige Einheit bildet.

8. Druckmittelspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längelastizität der Druckfeder (3) mittels im Membranwerkstoff eingebrachter Öffnungen (10) beeinflußbar ist.

9. Druckmittelspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Druckfeder (3) an einem das Ge häuse (4) verschließenden Deckel (5) abstützt.

10. Druckmittelspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Deckel (5) und dem Gehäuse (4) als Wand (1) entweder die Dehnungsmembran oder die Rollmembran eingespannt ist.

11. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein weiterer Druckmittelkanal (6) zur Saugseite einer Pumpe führt, die Bestandteil einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage ist, und daß der erste Druckmittelkanal (2) auf die von der be wegbaren Wand (1) begrenzten Kammer (7) gerichtet ist, wobei der weitere Druckmittelkanal (6) an Auslaßventile der schlupfgeregelten Bremsanlage angeschlossen ist.

12. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die bewegbare Wand (1) als Kolben ausge führt ist, der auf der vom Druckmittelkanal (2) abge wandten Seite von einem Gas beaufschlagt ist.

13. Druckmittelspeicher nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß am Umfang des Kolbens Dichtlippen (8) sowie an der vom Druckmittelkanal (2) abgewandten Stirnseite ein Fortsatz (9) ungeformt ist, wobei der Fortsatz (9) vorzugsweise aus dem Kunststoff des Kol bens besteht.