DE19911030A1

DE19911030A1 - Druckmittelspeicher

Info

Publication number: DE19911030A1
Application number: DE19911030A
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Peter Volz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-02-24
Also published as: DE59907836D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelspeicher, mit einem Druckmittelanschluß (5) aufweisenden Gehäuse (1) und einem im Gehäuse (1) beweglich angeordneten, mindestens zwei Kammern (2, 11) im Druckmittelspeicher voneinander trennenden Körper. Der Körper ist als im Gehäuse (1) beweglicher, die eine Kammer (2) umschließender metallischer Faltenbalg (3) ausgebildet, der mit einem spielbehafteten Ventilelement (6) und einem Anschlag (13) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelspeicher, insbeson dere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hydrospeicher weisen in der Regel elastomere Dichtelemente auf, wobei durch eine Bauart des Druckmittelspeichers als Kolbenspeicher (vgl. hierzu DE 41 41 929 A1) oder als Mem branspeicher (vgl. hierzu DE 41 31 524 A1) in Abhängigkeit des Partialdrucks das im Druckmittelspeicher häufig unter hohem Druck stehende Gas über die Dichtung bzw. Membran in die Bremsflüssigkeit diffundiert. Daher muß bei diesen Druckmittelspeichern das Gasvolumen entsprechend an die zu erwartenden Diffusion angepaßt werden. Daher ist es gerade bei Verwendung eines solchen Druckmittelspeichers für Kraft fahrzeugbremsanlagen notwendig, daß das Gas wieder aus der Bremsflüssigkeit entweichen kann, um eine Betriebsstörung der Bremse zu verhindern.

Aus der gattungsbildenden DE 197 06 427 A ist bereits ein Druckmittelspeicher bekannt geworden, dessen Faltenbalg ein an einer Feder befestigtes Ventilelement aufnimmt, welches in der Grundstellung einen in das Gehäuse des Speichers ein mündenden Flüssigkeitsanschluß freigibt. Sinkt der auf dem Faltenbalg lastende Flüssigkeitsdruck gegenüber dem Gasdruck im Faltenbalg, so verschließt das Ventilelement den Druck mittelanschluß. Je stärker der Druck der Bremsflüssigkeit in der Kämmer bzw. am Druckmittelanschluß des Bremssystems abfällt, umso stärker ist die Dichtwirkung des Ventilelemen tes am Ventilsitz des Druckmittelanschlusses aufgrund der erhöhten Flächenpressung. Dies hat den Nachteil, daß das Ventilelement einer relativ hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist, wobei mit zunehmender Bremsflüssigkeitslec kage der Schließdruck des Ventilelementes durch den Gasdruck des Faltenbalgs soweit erhöht ist, daß das Ventilelement nicht mehr zu öffnen vermag.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Druckmittel speicher der eingangs genannten Art mit einfachen, kosten günstigen und funktionssicheren Mitteln derart zu verbes sern, daß vorgenannte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung eines konstruktiven Ausführungsbeispie les nach Fig. 1 hervor.

Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößertem Maßstab skizziert einen Druckmittelspeicher im Längsschnitt, der insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen verwendet werden kann. Hierzu weist das topfförmige Gehäuse 1 einen mit der Bremsanlage in Verbindung bringbaren Druckmittel anschluß 5 auf. Im Gehäuse 1 des Druckmittelspeichers befin det sich ein Faltenbalg 3, der eine Kammer 2 umschließt, die mit einem in der Regel unter hohem Druck stehenden Gas be füllt ist. Damit das Gas nicht über die Wandung des Falten balges 3 aus seiner Kammer 2 in eine außerhalb des Falten balges 3 gelegene, über den Druckmittelanschluß 5 mit der Bremsanlage in Verbindung stehende Kammer 11 gelangen kann, wird bei der Gestaltung des Faltenbalges 3 bewußt auf ela stomere Bauelemente verzichtet und dementsprechend aus schließlich Metall für die Herstellung des Faltenbalges 3 verwendet. An der Stirnfläche des topfförmigen Faltenbalges 3 ist ein Federelement 4 befestigt, das ein dem Druckmittel anschluß 5 zugewandtes Ventilelement 6 trägt.

Ferner befindet sich wahlweise innerhalb des Faltenbalges 3 ein vorzugsweise aus Kunststoff bestehender Innenkörper 7, dessen Dimensionierung die Druckaufnahmecharakteristik des Druckmittelspeichers bestimmt und gleichzeitig als Anschlag für die Stirnfläche des Faltenbalges 3 genutzt werden kann.

Der topfförmige Faltenbalg 3 ist mit seinem offenen Endbe reich zwischen dem topfförmigen Gehäuse 1 und dem als Deckel ausgebildeten Verschlußelement 9 eingespannt sowie dazwi schen abgedichtet. Durch das deckelförmige Verschlußelement 9 erstreckt sich ein kanalförmiger Füllanschluß 8, der vor zugsweise durch den das Speicherverhalten charakterisieren den Innenkörper 7 in die vom Faltenbalg 3 umschlossene Kam mer 2 einmündet. Abbildungsgemäß ist dieser für das Gas vor gesehene Füllanschluß 8 mittels einer Dichtschraube 12 ver schlossen, die gleichzeitig den zylinderförmigen Innenkörper 7 am deckelförmigen Verschlußelement 9 teilweise durch dringt. Sowohl das Gehäuse 1 als auch der Faltenbalg 3 sind vorzugsweise durch ein Tiefziehverfahren zu der abbildungs gemäßen Topfform ausgestaltet, wobei bezüglich der Mantel fläche des Faltenbalges 3 die Wellenkontur zur Herstellung des Balgs mittels eines Formpreßverfahrens zustande kommt. Das am Federelement 4 befestigte Ventilelement 6 ist vor zugsweise mit einem vulkanisierten Dichtelement 10 versehen, wodurch sich eine besonders einfache und sichere Abdichtung der Kammer 11 gegenüber dem Druckmittelanschluß 5 im Gehäuse 1 ergibt.

Die Erfindung läßt sich im einzelnen durch die Darstellung der nachfolgenden Merkmale charakterisieren:

Zwischen der Stirnfläche des Faltenbalgs 3 und der Stirn fläche des Gehäuses 1 ist ein Anschlag 13 vorgesehen, der den Schließhub des Ventilelementes 6 in Richtung des Druck mittelanschlusses 5 begrenzt. Das Ventilelement 6 ist hierzu gegenüber dem Federelement 4 relativ beweglich angeordnet, so daß es sich optimal zur Dichtfläche am Druckmittel anschluß 5 ausrichten kann und auch durch den im Druckmit telanschluß 5 einleitbaren Fülldruck der Flüssigkeit in Richtung der Kammer 11 aufgestoßen werden kann. Ein Schief drucken des Ventilelementes 6 infolge Faltenbalg entfällt gleichfalls. Das Ventilelement 6 ist folglich nur dem hy draulischen Druck der Flüssigkeit ausgesetzt, da die vom Faltenbalg 3 ausgeübte Kraftwirkung durch den Anschlag 13 und infolge einer nachfolgend noch dargestellten Fesselung des Federelementes 4 quasi um das Ventilelement 6 herumge führt wird. Das bedeutet zugleich, daß das Ventilelement 6 hinsichtlich seiner Funktion vom Federelement 4 weitgehend entkoppelt ist.

Die Stirnfläche des Faltenbalgs 3 ist hierzu in einer vor teilhaften Ausführungsform des Druckmittelspeichers in Rich tung des Druckmittelanschlusses 5 mit einem hülsenförmigen Fortsatz 15 versehen. Darin befindet sich der teleskopartig bewegbare, als Schiebehülse ausgeführte Aufnahmekörper 14, der das Federelement 4 und das Ventilelement 6 in koaxialer Ausrichtung zum Druckmittelanschluß 5 aufnimmt. Das Federelement 4 ist zwischen einem auf das Ventilelement 6 gerichteten Vorsprung 19 des Aufnahmekörpers 14 und der Stirnfläche des Faltenbalgs 3 eingespannt. Der Vorsprung 19 befindet sich etwa auf der halben Länge des hülsenförmigen Aufnahmekörpers 14, der auf der Höhe des Vorsprungs 19 eine Außenschulter aufweist, die sich unter der Wirkung des Fe derelementes 4 an einem als Formschlußverbindung angestauch ten Endabschnitt des Fortsatzes 15 abstützt. Der Vorsprung 19 bildet einerseits eine Abstützung für das Federelement 4, andererseits erstreckt er sich als Ventilträger in Radial richtung spielbehaftet bis in eine Ringnut 18 des Ventil elementes 6. Das Ventilelement 6 wird somit innerhalb des Fortsatzes 15 in Axial- und auch Radialrichtung spielbehaf tet aufgenommen, so daß es mit dem Faltenbalg 3 eine vor prüfbare, eigenständig handhabbare Unterbaugruppe bildet.

In der abbildungsgemäßen Ventilschließstellung liegt das als Sitzventil ausgebildete Ventilelement 6 mit seinem Bund 17 an der Innenwandung des Gehäuses 1 an, während sich zugleich ein dem Bund 17 vorgeordneter, mit Strömungsnuten versehener metallischer Tauchkolben 16 in die Bohrung des Druckmittel anschlusses 5 erstreckt. Der Bund 17 übernimmt hierbei eine Stütz- und Anschlagfunktion für das Dichtelement 10, so daß es nur einer sehr geringen Beanspruchung unterliegt. Der Bund 17 ist mit einem Dichtelement 10 umspritzt, das einer seits zur Bildung einer Ventildichtfläche am Bund 17 in Richtung des Druckmittelanschlusses 5 geringfügig übersteht, andererseits entfernt zur Ventildichtfläche zum formschlüs sigen Eingriff des Vorsprungs 19 zu einer Ringnut 18 ent sprechend ausgeformt ist. Im vorliegendem Beispiel ist also die Ringnut 18 unmittelbar in das Dichtelement 10 eingear beitet, in die der Vorsprung 19 des hülsenförmigen Aufnahme körpers 14 spielbehaftet eingreift. Es ist aber auch mög lich, bei entsprechender Ausgestaltung des Ventilelementes 6 die Ringnut 18 in einem entsprechend geformten Endabschnitt des Tauchkolbens 16 einzubringen.

Die vorzugsweise durch ein Tiefziehverfahren topfförmig gestaltete Stirnfläche des Faltenbalgs 3 berührt abbildungs gemäß den als Nase in das Gehäuse 1 eingeformten Anschlag 13, wenn die Ringfläche des Dichtelementes 10 gerade druck mittelsperrend an der Innenwandung des Gehäuses 1 anliegt. In dieser Sperrstellung kann das Ventilelement 6 jederzeit zur Beaufschlagung der Kammer 11 mit Flüssigkeit aus Rich tung des Druckmittelanschlusses 5 aufgestoßen werden, da es losgelöst von der Kraftwirkung des Faltenbalgs 3 zumindest in Axialrichtung im Aufnahmekörper 14 relativ beweglich ge führt ist.

Schließlich soll nachfolgend kurz auf weitere konstruktive Ausgestaltungsvarianten eingegangen werden:

Das Verschlußelement 9 verbindet das Gehäuse 1 und den Fal tenbalg 3 zu einer stabilen, einfach herzustellenden Ein heit.

Das vorzugsweise als Tiefziehteil hergestellte topfförmige Gehäuse 1 kann im Bereich des Druckmittelanschlusses 5, der am Topfboden gelegen ist, relativ leicht mit einem Anschluß gewinde (Innen-/oder Außengewinde) versehen werden, wobei sich der Druckmittelspeicher auch als Einschraub- bzw. An schraubspeicher an das angeschlossene System eignet.

Der Füllanschluß 8 bildet im Hinblick auf seine Konstruktion einen Standard- als auch Serienteil, insbesondere in der gezeigten Ausführungsform.

Funktionsmerkmale

Aufgrund der im Druckmittelspeicher maximal zulässigen Drucküberhöhung, muß für die Konstruktion des Faltenbalges 3 gewährleistet werden, daß der Flüssigkeitsdruck in der Kam mer 11 immer größer als der Gasdruck in der Kammer 2 ist, damit außerhalb des Faltenbalges 3 die zulässige Drucküber höhung eingehalten wird. Da dieser maximal zulässige Außen überdruck bei einem einlagigen Faltenbalg bei ca. 40 bar liegt, wird der Druckmittelspeicher gleichzeitig sowohl über den Füllanschluß 8 mit Gas als auch über den Druckmittel anschluß 5 mit Druckmittel bzw. Bremsflüssigkeit befüllt.

Bei einem geringfügig über den Außenüberdruck erhöhten Gas druck dehnt sich der Faltenbalg 3 aus und das Ventilelement 6 verschließt den Druckmittelanschluß 5, indem der mit dem Faltenbalg 3 mitbewegte hülsenförmige Aufnahmekörper 14 an der Innenwandung des Gehäuses 1 anstößt, von der Außenschul ter des Fortsatzes 15 abhebt und sich teleskopartig unter der Kompression des Federelementes 4 auf die Stirnfläche des Faltenbalgs 3 zubewegt, bis sich die Stirnfläche des Falten balgs 3 beabstandet zur Innenwandung des Gehäuses 1 am An schlag 13 abstützt.

Bei Wunsch oder Bedarf kann auf eine Gasbefüllung des Fal tenbalges 3 verzichtet werden. Die Federsteifigkeit des Me tallbalges und dessen Festigkeit erlauben dann die Darstel lung eines sog. Mitteldruckspeichers anstelle eines Hoch druckspeichers.

Unabhängig davon, ob nunmehr der Erfindungsgegenstand als Hochdruck- oder Mitteldruckspeicher verwendet wird, ergeben sich für den Erfindungsgegenstand technische Vorteile, die insbesondere in der absoluten Dichtheit, Wartungsfreiheit infolge der verschleißfreien Betriebsweise und einfachen Konstruktion zu sehen sind. Ferner sind die produktionstech nischen Vorteile zu erwähnen, da keine Präzisionsteile und keine feinbearbeiteten Oberflächen notwendig sind.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Kammer

3

Faltenbalg

4

Federelement

5

Druckmittelanschluß

6

Ventilelement

7

Innenkörper

8

Füllanschluß

9

Verschlußelement

10

Dichtelement

11

Kammer

12

Dichtschraube

13

Anschlag

14

Aufnahmekörper

15

Fortsatz

16

Tauchkolben

17

Bund

18

Ringnut

19

Vorsprung

Claims

1. Druckmittelspeicher, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem einen Druckmittel anschluß (5) aufweisenden Gehäuse (1), mit einem Ventil element (6), das den Druckmittelanschluß (5) öffnet oder verschließt, mit einem an der Stirnfläche des Faltenbal ges (3) befestigten Federelement (4), das mit dem dem Druckmittelanschluß (5) zugewandten Ventilelement (6) zusammenwirkt, mit einem im Gehäuse (1) beweglich an geordneten, mindestens zwei Kammern (2, 11) im Druck mittelspeicher voneinander trennenden Körper, der als im Gehäuse (1) beweglicher, die eine Kammer (2) umschlie ßender Faltenbalg (3) ausgebildet ist, wobei die vom Faltenbalg (3) umschlossene Kammer (2) mit einem Gas befüllt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- zwischen der Stirnfläche des Faltenbalgs (3) und der Stirnfläche des Gehäuses (1) ist ein Anschlag (13) vorgesehen, der den Schließhub des Ventilelementes (6) in Richtung des Druckmittelanschlusses (5) begrenzt,
- das Ventilelement (6) ist gegenüber dem Federelement (4) relativ beweglich angeordnet.

2. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Faltenbalg (3) aus einem Metall be steht, an dessen Stirnfläche ein teleskopartig beweg barer Aufnahmekörper (14) angeordnet ist, der das Feder element (4) und das Ventilelement (6) in koaxialer Aus richtung zum Druckmittelanschluß (5) aufnimmt.

3. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufnahmekörper (14) vorzugsweise mit tels eines auf den Druckmittelanschluß (5) gerichteten Fortsatzes (15) formschlüssig am Faltenbalg (3) gehalten ist.

4. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (4) zwischen dem Aufnahmekörper (14) und der Stirnfläche des Faltenbalgs (3) eingespannt ist.

5. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (6) im Aufnahmekörper (14) spielbehaftet geführt ist.

6. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (1) als Tiefziehteil ausge bildet ist.

7. Druckmittelspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventilelement (6) als Sitzventil aus gebildet ist, das mit einem in der Ventilschließstellung an der Innenwandung des Gehäuses (1) anliegenden Bund (17) versehen ist und das einen in der Ventilschließ stellung sich in die Bohrung des Druckmittelanschlusses (5) erstreckenden Tauchkolben (16) aufweist.

8. Druckmittelspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Bund (17) mit einem Dichtelement (10) überzogen ist, das eine Ringnut (18) aufweist, in der der hülsenförmige Aufnahmekörper (14) formschlüssig ein greift.

9. Druckmittelspeicher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (3) durch ein Tiefziehverfahren zu einer Topfform ausgestal tet ist, dessen Mantelfläche vorzugsweise durch Form pressen die Wellenkontur eines Faltenbalges (3) auf weist.