DE19741564A1 - Hydraulischer Speicher, insbesondere Druckspeicher für hydraulische Bremsanlagen - Google Patents

Hydraulischer Speicher, insbesondere Druckspeicher für hydraulische Bremsanlagen

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DE19741564A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Spei­ cher, insbesondere einen Druckspeicher für hydraulische Brem­ sanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Ein bekannter Druckmittelspeicher für hydraulische Bremsanla­ gen (DE 42 02 905 A1) umfaßt eine in einem Gehäuseblock vor­ gesehene Speicherkammer, die von einem Kolben in eine mit ei­ ner Bremsleitung verbundene, innenliegende Druckkammer und eine nach außen mündende Federkammer unterteilt wird. In der Federkammer ist als Kraftspeicher eine den Kolben beaufschla­ gende Druckfeder angeordnet, die sich über einen Widerlager­ ring am Gehäuseblock abstützt.
Um die Speicherkammer nach außen abzudecken, ohne den Luft­ austausch zwischen der Federkammer und der Umgebung zu behin­ dern, ist eine Abdeckkappe vorgesehen, die in eine Öffnung des Widerlagerrings für die Druckfeder eingerastet ist. Der Außendurchmesser der Abdeckkappe ist dabei größer als der Öffnungsdurchmesser der Speicherkammer, so daß die nach außen mündende Öffnung der Speicherkammer vollständig überdeckt ist. Um einen Luftaustausch zwischen der Federkammer und der Umgebung sicherzustellen, ist ein Spalt zwischen der Abdeck­ kappe und der Außenseite des Gehäuseblocks vorgesehen, der durch Abstandsstücke an der Abdeckkappe offen gehalten ist.
Ein anderer bekannter Hydraulikspeicher (DE 44 40 147 A1) um­ faßt eine von einem Kolben in eine Druckkammer und eine Fe­ derkammer unterteilte Speicherkammer, die von einer Schutz­ kappe abgedeckt ist. Die Schutzkappe ist dabei an einem Wi­ derlagerring für eine Druckfeder eines Kraftspeichers gehal­ ten und weist eine sich in Axialrichtung der Speicherkammer erstreckende an der Innenwand der Speicherkammer anliegende umfangsmäßig umlaufende Dichtlippe, sowie eine sich radial nach außen erstreckende, umfangsmäßig umlaufende Dichtlippe auf. Bei diesem bekannten Druckspeicher, der für eine hori­ zontale Einbaulage vorgesehen ist, sind am im Einbaustand un­ teren Rand der Schutzkappe in den Dichtlippen vorgesehen, zwischen denen ein den direkten Durchgang verhindernder Steg angeordnet ist, so daß einerseits der Ablauf von Leckflüssig­ keit freigegeben ist, andererseits jedoch das Eindringen von Spritzwasser und Schmutz weitgehend verhindert wird.
Die Abdeckung der sich nach außen öffnenden Speicherkammer bei den beiden bekannten hydraulischen Speichern ist für nor­ male Einsatzbereiche ausreichend. Jedoch eignen sich diese bekannten hydraulischen Speicher nicht für den Einsatz unter extremen Bedingungen, insbesondere unter Bedingungen, bei de­ nen die nach außen mündende Öffnung der Speicherkammer voll­ ständig in Wasser eintaucht.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße hydraulische Speicher mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vor­ teil, daß seine Speicherkammer tauchfest abgeschlossen ist, ohne daß aus der Druckkammer in die Kraftspeicherkammer ein­ leckende Flüssigkeit den Hub des vom Kraftspeicher beauf­ schlagten Kolbens störend beeinflußt.
Durch das erfindungsgemäß im Abflußweg für die Leckflüssig­ keit vorgesehene Rückschlagventil wird insbesondere erreicht, daß sich, wenn sich der Kolben gegen die Kraft des Kraftspei­ chers bewegt und die in der Kraftspeicherkammer eingesperrte Luft komprimiert, das Rückschlagventil öffnet, so daß in der Kraftspeicherkammer befindliche Leckflüssigkeit nach außen abfließen kann. Somit wird in der Kraftspeicherkammer eine Verringerung des Luftvolumens durch Leckflüssigkeit verhin­ dert, die sonst zu einer Erhöhung der Federkonstante des als Gasfeder wirkenden Luftvolumens führen könnte.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Rückschlagventil eine in einem Verschlußdeckel eingesetzte Dichtungsscheibe auf­ weist, in deren Außenumfangsbereich eine mit dem Verschluß­ deckel zusammenwirkende Dichtlippe vorgesehen ist, wobei der Verschlußdeckel eine zentral angeordnete Ablauföffnung auf­ weist. Auf diese Weise wird ein hydraulischer Speicher mit einer einfachen, kostengünstigen Abdeckeinrichtung für die Kraftspeicherkammer geschaffen, die mit wenigen Bauteilen auskommt und die einerseits sicher verhindert, daß Leckflüs­ sigkeit, die durch am Kolben auftretende Undichtigkeiten in die Kraftspeicherkammer gelangt, den Kolbenhub blockiert, während andererseits das Eindringen von Schmutz und Spritz­ wasser in die Speicherkammer ausgeschlossen ist. Insbesondere wird die das Rückschlagventil bildende Dichtlippe durch die spezielle Anordnung der Ablauföffnung im Verschlußdeckel gut vor der unmittelbaren Einwirkung von Schmutz oder Spritzwas­ ser geschützt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Speichers möglich.
ZEICHNUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung bei­ spielsweise dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen hy­ draulischen Speichers und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines eine Kraftspeicher­ kammer abdichtenden Rückschlagventils nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bau­ teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Wie Fig. 1 zeigt, weist ein erfindungsgemäßer Druckspeicher eine in einem Gehäuseblock 10 vorgesehene Kammer 11 auf, die von einem Kolben 12 in eine Druckkammer 13 und eine Kraftspeicherkammer 14 unterteilt ist. Die Druckkammer 13 ist über eine Verbindungsleitung 15 mit einem Hydrauliksystem, beispielsweise mit einer Bremsleitung eines Bremssystems ei­ nes Kraftfahrzeugs verbunden.
Ein in der Kraftspeicherkammer 14 angeordneter Kraftspeicher 16 weist eine Feder 17 auf, die sich zwischen dem Kolben 12 und einem Widerlagerring 18, der über einen in eine Umfangs­ nut 19 eingelegten Federring 20 am Gehäuseblock 10 gehalten ist, abstützt, um den Kolben 12 mit seiner druckkammerseiti­ gen Stirnfläche 21 gegen den Boden 22 der Druckkammer 13 zu drücken.
In die Bohrung der Kammer 11 ist ein Verschlußdeckel 23 einer Abdeckeinrichtung 24 eingesetzt und darin abgedichtet. Zweck­ mäßiger Weise ist der topfförmige Verschlußdeckel 23, der ei­ nen Boden 25 und eine daran anschließende umfangsmäßig umlau­ fende Seitenwand 26 aufweist, mit seiner Seitenwand 26 in die Bohrung der Kammer 11 abdichtend eingepreßt.
Zwischen dem Boden 25 des Verschlußdeckels 23 und dem Wider­ lagerring 18 des Kraftspeichers 16 ist eine Dichtungsscheibe 27 eingespannt, die mit ihrer Außenumfangsfläche 28 an der Seitenwand 26 anliegt. In der am Widerlagerring 18 anliegen­ den Hauptfläche 29 der Dichtungsscheibe 27 ist zumindest eine Nut 30 vorgesehen, die sich vom offenen Bereich 31 des Wider­ lagerrings 18 bis in den Außenumfangsbereich der Dichtungs­ scheibe 27 erstreckt, um einen zwischen dem Widerlagerring 18, der Dichtungsscheibe 27 und der Seitenwand 26 des Ver­ schlußdeckels 23 gebildeten Ringraum 32 mit dem Hauptbereich der Kraftspeicherkammer 14 zu verbinden. Zweckmäßiger Weise sind hierzu zwei sich in der Mitte der Dichtungsscheibe 27, also dem offenen Bereich 31 des Widerlagerrings 18 gegenüber­ liegend, schneidende Nuten 30 vorgesehen, die sich jeweils über den gesamten Durchmesser der Dichtungsscheibe 27 er­ strecken.
In der auf dem Boden 25 des Verschlußdeckels 23 aufliegenden Hauptfläche 33 ist eine zur Außenumfangsfläche 28 konzentri­ sche Ringnut 34 vorgesehen, die zusammen mit dem Boden 25 des Verschlußdeckels 23 einen Ringraum 35 bildet. Radial außer­ halb der Ringnut 34 ist eine sich bis zur Außenumfangsfläche 28 erstreckende Abschrägung 36 vorgesehen, so daß einerseits ein weiterer Ringraum 37 zwischen dem Verschlußdeckel 23 und der Dichtungsscheibe 27 in deren Umfangsbereich vorgesehen ist, und andererseits eine Dichtlippe 38 zwischen der Ringnut 34 und der Abschrägung 36 gebildet ist, die am Boden 25 des Verschlußdeckels 23 abdichtend anliegt.
Um den auf der dem Widerlagerring 18 zugewandten Seite der Dichtungsscheibe 27 liegenden Ringraum 32 mit dem in ihrem Umfangsbereich liegenden Ringraum 37 zu verbinden, ist zumin­ dest eine, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl von Axialnuten 39 in der Außenumfangsfläche 28 der Dichtungsscheibe 27 vor­ gesehen. Diese Axialnuten sind dabei zweckmäßiger Weise mit den Nuten 30 in der am Widerlagerring 18 anliegenden Haupt­ oberfläche 29 der Dichtungsscheibe 27 ausgerichtet.
In der am Boden 25 anliegenden Hauptoberfläche 33 der Dich­ tungsscheibe 27 ist innerhalb der Ringnut 34 zumindest eine Nut 40, vorzugsweise jedoch ein paar sich kreuzender Nuten 40 vorgesehen, die den von der Nut 34 gebildeten Ringraum 35 mit einer mittig im Boden 25 des Verschlußdeckels 23 vorgesehenen Ablauföffnung 41 verbinden.
Für Leckflüssigkeit, die an einem Dichtring 42 des Kolbens 12 vorbei in die Kraftspeicherkammer 14 eindringt, ist somit ein Abflußweg geschaffen, der vom offenen Bereich 31, durch die Nuten 30 in der Hauptfläche 29 der Dichtungsscheibe 27 zum Ringraum 32 und weiter durch die Axialnuten 39 zum Ringraum 37 verläuft, von wo er sich weiter durch das von der Dicht­ lippe 38 und dem Boden 25 gebildete Rückschlagventil zum Rin­ graum 39 erstreckt, um von dort durch die Nuten 40 und die Ablauföffnung 41 nach außen zu münden.
Wenn sich der Kolben 12 des erfindungsgemäßen Druckspeichers beim Betrieb des daran angeschlossenen Hydrauliksystems gegen die Kraft der Feder 17 in Richtung auf den Widerlagerring 18 bewegt, wird die in der Kraftspeicherkammer 14 eingesperrte Luft komprimiert. Wird dabei, bedingt durch in der Kraftspei­ cherkammer 14 vorhandene Leckflüssigkeit, der Kompressions­ druck in der Kraftspeicherkammer 14 zu hoch, so hebt die Dichtlippe 38 vom Boden 25 ab und läßt die Leckflüssigkeit durch den nun offenen Abflußweg nach außen abfließen, so daß die Kolbenbewegung durch den Kompressionsdruck in der Kraftspeicherkammer 14 nicht beeinträchtigt wird. Der mit Hilfe des Kraftspeichers 16 und des Kolbens 12 in der Druck­ kammer 13 erzeugte Druck wird somit praktisch ausschließlich von der Federkraft bestimmt und allenfalls unwesentlich durch den Gegendruck der komprimierten Luft erhöht.
Die Dichtlippe 38 wirkt also zusammen mit dem als Ventilsitz dienenden Boden 25 des Verschlußdeckels 23 als Überdruckven­ til und kann so dimensioniert werden, daß sie bereits bei ei­ nem kleinen Druckunterschied zwischen der Kraftspeicherkammer 14 und der Umgebung, beispielsweise bei einem Druckunter­ schied von 0,2 bis 0,5 bar, öffnet.
Wird der Kolben von der Druckfeder wirkenden Feder 17 zurück­ geführt, so legt sich die Dichtlippe 38 an den Boden 25 des Verschlußdeckels 23 an und verhindert somit, daß Schmutz, Spritzwasser oder auch, Wasser, in das der Hydraulikspeicher mit der Verschlußkappe eintaucht, in die Kraftspeicherkammer 14 eindringen kann.
Auf diese Weise läßt sich Korrosion in der Kammer 11 des er­ findungsgemäßen hydraulischen Speichers ebenso verhindern, wie durch eingedrungenen Schmutz bedingte, sogenannte Kolben­ klemmer.
Wie in Fig. 1 auf der rechten Seite dargestellt ist, kann der Verschlußdeckel eine einfache gerade zylindrische Seitenwand 26 aufweisen. Entsprechend der linken Hälfte der Fig. 1 kann die Seitenwand 26 jedoch auch einen ersten, an den Boden 25 anschließenden ersten zylindrischen Abschnitt 42 aufweisen, der über eine sich radial nach außen erweiternde Stufe 43 in einen zweiten zylindrischen Abschnitt 44 übergeht. Diese Aus­ gestaltung des Verschlußdeckels hat den Vorteil, daß für die Montage der Dichtungsscheibe 27 kein Hilfswerkzeug erforder­ lich ist, da die Dichtungsscheibe 27 einfach in den Ver­ schlußdeckel eingelegt und unter Benutzung der Stufe 43 als Einführungsschräge in ihre Position am Boden 25 gebracht wer­ den kann.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung einer Dichtungsscheibe 27', die in ihren beiden Hauptflächen 29 und 33 Nuten 30 bzw. 40 aufweist, die mit dem offenen Bereich 31 des Widerlager­ rings 18 bzw. mit der Ablauföffnung 41 im Boden 25 des Ver­ schlußdeckels 23 korrespondieren.
Um eine Dichtlippe 38' am Außenumfang der Dichtungsscheibe 27' auszubilden, ist in der am Boden 25 anliegenden Haupto­ berfläche 33 der Dichtungsscheibe 27' eine Ringnut 34' nahe dem Außenumfang vorgesehen, während die Außenumfangsfläche eine der Hauptfläche 29 zugeordnete Abschrägung 45 aufweist. Die auf diese Weise gebildete Dichtlippe 38' liegt seitlich an der hierbei als Ventilsitz dienenden Seitenwand 26 an, um zwischen dem Ringraum 32 und einem von der Nut 34' gebildeten Ringraum 35' liegendes Rückschlag- oder Überdruckventil zu bilden, das in der gleichen Weise arbeitet, wie das anhand von Fig. 1 beschriebene.
Die anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiele des erfindungsgemäßen hydraulischen Speichers eignen sich besonders für eine senkrechte Einbaulage, da die Ablauf­ öffnung mittig im Boden des Verschlußdeckels 23 angeordnet ist. Hierdurch wird die Dichtlippe 38 bzw. 38' und das von ihr gebildete Überdruckventil besonders gut vor eindringendem Schmutz und Spritzwasser geschützt, insbesondere wenn der Durchmesser der Ablauföffnung 41 im Vergleich zum Abstand von der Dichtlippe 38, 38' relativ klein ist.
Soll der erfindungsgemäße hydraulische Speicher in einem Ge­ häuseblock vorgesehen werden, in dem er eine horizontale Ein­ baulage aufweist, so eignet sich hierfür insbesondere das an­ hand von Fig. 2 beschriebene Ausführungsbeispiel, da sich dort die Ablauföffnung 41 besonders nahe an den Randbereich des Bodens 25 verlegen läßt, so daß bei entsprechendem Einbau des Verschlußdeckels 23 in den Ringraum 35' hinter der Dicht­ lippe 38' einströmende Leckflüssigkeit durch die dann zweck­ mäßiger Weise im Bereich des Ringraums 35' angeordnete Ab­ lauföffnung abfließen kann.

Claims (12)

1. Hydraulischer Speicher, insbesondere Druckspeicher für eine hydraulische Bremsanlage, mit einer in einem Gehäu­ seblock (10) vorgesehenen, nach außen mündenden Kammer (11), die von einem Kolben (12) in eine innenliegende, mit einem Hydrauliksystem in Verbindung stehende Druck­ kammer (13) und in eine außenliegende, einen Kraftspei­ cher (16) aufnehmende Kraftspeicherkammer (14) unter­ teilt ist, deren nach außen mündende Öffnung von einer Abdeckeinrichtung (24) mit einem Abflußweg (30, 32, 39, 37, 35, 40, 41) für Leckflüssigkeit abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abflußweg (31, 30, 32, 39, 37, 35, 40, 41) für Leckflüssigkeit ein nach außen öffnendes Rückschlagven­ til (38, 25; 38', 26) angeordnet ist.
2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückschlagventil Dichtmittel (38; 38') aufweist, die mit einem Ventilsitz (25; 26) zusammenwir­ ken, der an einem Verschlußdeckel (23) vorgesehen ist, der die nach außen mündende Öffnung der Kraftspeicher­ kammer (14) abdeckt.
3. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der eine Ablauföffnung (41) aufweisende Ver­ schlußdeckel (23) in die nach außen mündende Öffnung der Kraftspeicherkammer (14) eingesetzt und darin abgedich­ tet ist.
4. Speicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der topfförmige Verschlußdeckel (23) einen der abzudeckenden Öffnung entsprechenden Boden (25) mit einer mittig angeordneten Ablauföffnung (41) mit kleinem Durchmesser aufweist, wobei sich an den Bo­ den eine umlaufende Seitenwand anschließt, die in die Öffnung der Kraftspeicherkammer (14) eingesetzt ist.
5. Speicher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die umlaufende Seitenwand (26) des Verschlußdeckels einen an den Boden (25) anschlie­ ßenden ersten zylindrischen Abschnitt (42) aufweist, an den sich über eine sich radial nach außen erweiternde Stufe (43) ein zweiter zylindrischer Abschnitt (44) an­ schließt.
6. Speicher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rückschlagventil eine mit dem Verschlußdeckel (23) zusammenwirkende Dichtlippe (38, 38') aufweist, die an einer in den Verschlußdeckel (23) eingesetzten Dichtungsscheibe (27, 27') umfangsmä­ ßig umlaufend angeordnet ist.
7. Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtlippe (38') am Außenumfang der Dich­ tungsscheibe (27') im wesentlichen radial nach außen stehend ausgebildet ist und mit der Innenumfangsfläche der Seitenwand (26) zusammenwirkt.
8. Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtlippe (38) im Außenumfangsbereich einer Hauptfläche (33) der Dichtungsscheibe (27) ausge­ bildet ist und mit dem Boden (25) des Verschlußdeckels (23) zusammenwirkt.
9. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtungsscheibe (27) mit ihrer Außenum­ fangsfläche (28) an der Seitenwand (26) des Verschluß­ deckels (23) radial abgestützt ist, wobei in der Außen­ umfangsfläche (28) zumindest eine in Dickenrichtung ver­ laufende Nut (39) vorgesehen ist, die den in Abflußrich­ tung der Leckflüssigkeit vor der Dichtungsscheibe (27) liegenden Raum (32) mit einem vor der Dichtlippe (38) liegenden Ringraum (37) verbindet.
10. Speicher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (27, 27') in ihrer auf dem Boden (25) des Verschlußdeckels (23) aufliegenden Hauptfläche (33) zumindest eine Nut (40) aufweist, die die Ablauföffnung (41) mit einem in Ab­ flußrichtung der Leckflüssigkeit hinter der Dichtlippe (38, 38') liegenden Ringraum (35, 35') verbindet.
11. Speicher nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Verschlußdeckel (23) eingesetzte Dichtungsscheibe (27, 27') mit ihrer vom Boden (25) des Verschlußdeckels (23) abgewandten Hauptfläche (29) an einem Widerlagerring (18) des Kraftspeichers (16) anliegt.
12. Speicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die im wesentlichen senkrecht zu ihren Hauptflächen (29, 33) zwischen dem Widerlagerring (18) und dem Verschlußdeckel (23) eingespannte Dichtungs­ scheibe (27, 27') in ihrer am Widerlagerring (18) anlie­ genden Hauptfläche (29) zumindest eine Nut (30) auf­ weist, die den offenen Bereich (31) des Widerlagerrings (18) mit dem vor der Dichtlippe (38, 38') liegenden Ringraum (32) verbindet.
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