DE3941241A1 - Kolbendruckspeicher, insbesondere fuer antriebsschlupfgeregelte bremsanlagen, sowie schaltanordnung dazu - Google Patents

Kolbendruckspeicher, insbesondere fuer antriebsschlupfgeregelte bremsanlagen, sowie schaltanordnung dazu

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbendruckspeicher, insbeson­ dere für antriebsschlupfgeregelte Bremsanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kolbendruckspeicher dieser Art sind in der Technik bereits hinreichend bekannt und werden aus den verschiedensten Grün­ den und für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke benötigt. Häufig werden mittels Kolbendruckspeicher hydraulische oder pneumatische Medien gespeichert. Beispielsweise in Verbindung mit antriebsschlupfgeregelten Bremsanlagen ermöglicht die zu­ sätzliche Anordnung eines Kolbendruckspeichers im Abzweig der Pumpenhauptdruckleitung eine kontinuierliche Energieversor­ gung der angeschlossenen Bremsanlage, sobald die Antriebsrä­ der der Antriebsschlupfregelung unterliegen, ohne zunächst den Druckaufbau über die Pumpe sicherstellen zu müssen.
Aus der DE-OS 36 19 990 ist ein Kolbendruckspeicher bekannt, der in einem zylinderförmigen Gehäuse einen verschiebbaren Kolben aufnimmt, wobei drei parallel geschaltete Federn zwi­ schen dem Kolbenhohlraum und dem Gehäuse eingespannt sind. Die hydraulische Druckbeaufschlagung des Kolbens erfolgt über eine koaxiale Bohrung im Deckel, der im drucklosen Zustand über einer Flachdichtung zunächst mit dem Fortsatz des Kol­ bens in Kontakt steht.
Durch die unsichere Führung und Abstützung des Federpaketes zwischen dem kurzen Kolbenschaft und der Gehäusestützfläche, sowie infolge der fehlenden Integrationsfähigkeit der Kon­ troll-, Steuer- und Entlüftungseinheit im Gehäusebereich man­ gelt es den beschriebenen Kolbendruckspeichern an einer funktionsverbesserten, kompakten und zugleich kostengünstigen Bauweise, die den Verwendungszweck zwangsläufig beeinträch­ tigt und deshalb als verbesserungswürdig anzusehen ist.
Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kol­ bendruckspeicher der eingangs genannten Gattung derart wei­ terzubilden, daß unter Vermeidung der zuvor genannten Nach­ teile ein kompakter Kolbendruckspeicher mit einer verbesser­ ten Federführung, sowie mit einer verbesserten Funktions­ schaltung realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Durch mechanische Kontaktschalter ist eine kostengünstige aber dennoch hinreichend genaue Ermittlung der Kolbenposition gegeben, um lediglich ein Steuersignal für die Schaltung des Ladeventils und oder der Pumpe zur ermöglichen. Hierzu ist es vorteilhaft, das Ladeventil als 2/2-Wegeventil elektromagne­ tisch in die druckmitteloffene Stellung zu bewegen, um über den angrenzenden Druckmittelkanal den Druckspeicherkolben zu beaufschlagen.
Um den Sicherheitsaspekten hinsichtlich einer Druckbegrenzung und Kompensation thermodynamischer Druckschwankungen gerecht zu werden, sieht die weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, im Ladeventil ein Überdruckventil zu integrieren, das beim Überschreiten des zulässigen Speicherdruckes einen Druckabbau ermöglicht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zweier Figuren hervor.
Fig. 1 zeigt eine schematische Funktionsschaltung des er­ findungsgemäßen Kolbendruckspeichers,
Fig. 2 beschreibt ein konstruktives Ausführungsbeispiel zur Realierung eines kleinbauenden Kolbendruckspeichers im Längsschnitt.
Die Prinzipschaltung des Kolbendruckspeichers gemäß Fig. 1 veranschaulicht das Zusammenwirken von Speicher-, Steuer- und Regeleinheit. Das im Abzweig der Hauptdruckleitung zwischen Pumpe 9 und den Bremsen angeschlossenen Druckspeichersystem wird über das sogenannte Ladeventil 8 während der Pumpphase gefüllt, bis nach Überwindung der Vorspannkraft der kolben­ seitigen Feder der Druckspeicherkolben 2 in der Ladeendposi­ tion verharrt. Dabei steuert gleichzeitig der Kontaktschalter 7 in Abhängigkeit von der Kolbenstellung das Ladeventil 8 über einen Stromimpuls elektromagnetisch um, so daß beim Er­ reichen des maximalen Kolbenhubes das als Zweiwegeventil aus­ gebildete Ladeventil 8 in der abbildungsgemäßen Schaltstel­ lung den Druckmittelzufluß sperrt. Sofern der zulässige Speicherdruck überschritten wird, erfolgt die Druckregulie­ rung im Kolbendruckspeicher über das parallel zum Ladeventil 8 angeordnete als Rückschlagventil ausgebildete Überdruckven­ til 10, so daß auch die sicherheits- bzw. funktionsrelevanten Aspekte hinreichend Berücksichtigung finden. Dem Lade- und dem Überdruckventil 8, 10 ist in Reihenschaltung ein Filterele­ ment 25 vorgeschaltet, das eine etwaige Verschmutzung und da­ mit eine Funktionsbeeinträchtigung der nachgeschalteten Bau­ teile verhindert. Das Ladeventil 8 wirkt in der stromlosen Schaltstellung federgesteuert sperrend, um bei einem etwaigen Defekt der Ladeventilansteuerung das bereits bestehende Füll­ volumen der Bremsanlagen nicht noch zu erweitern.
Die Abb. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Kolbendruckspei­ cher im Längsschnitt mit dem gemeinsam im Gehäuse 4 inte­ grierten Kontrollschalter 7, Ladeventil 8, Entlüfterventil 20 und dem im Gehäusefortsatz 12 geführten, mit einem Dichtele­ ment 27 versehenen Druckspeicherkolben 2. Über den Gehäuse­ fortsatz 12 ist das dünnwandige, becherförmige erste Formteil 3 unmittelbar übergestülpt und koaxial über die Außenwandung des Gehäusefortsatzes 12 gleitend geführt. In der Innenaus­ wölbung des ersten Formteils 3 gelangt die Stirnfläche des Druckspeicherkolbens 2 zur Anlage, so daß der Druckspeicher­ kolben 2 bei Druckentlastung unter der Einwirkung der zwi­ schen dem ersten und zweiten Formteil 3, 5 eingespannten Druckfeder 1 grundpositioniert mit seiner Stirnfläche am Ge­ häuseanschlag in der Ruhestellung verharrt. Zentralsymmetrisch zur druckmittelbeaufschlagten Stirnfläche des Druckspeicher­ kolbens 2 schließt sich an eine kegelförmige Verjüngung der vom Ladeventil 8 angesteuerte Druckspeicherkanal 11 an. Dabei ist das Ladeventil 8 radial zur Gehäuselängsachse und somit quer zur Lage des Druckspeicherkolbens 2 angeordnet, um eine möglichst kurze Baulänge des Kolbendruckspeichers realisieren zu können. Desachsiert zum Druckspeicherkanal 11 begrenzt ein mit einer Entlüfterschraube 20 versehener Entlüfterkanal 19 die druckgesteuerte Gehäuseöffnung 18 des Ladeventils 8, so daß unabhängig von der Schaltstellung des Ladeventils 8 eine Evakuierung der Druckspeicherzone stattfinden kann. Etwaiges Leckagedruckmittel, das über die Kolbendichtung oder über den Verbindungskanal 23 der Gehäuseöffnung 18 in den angrenzenden Federraum 24 eindringen kann, kann über feine Rillen eines stirnseitigen Schutzstopfen 26 im äußeren zweiten Formteil 5 abfließen. Der erweiterte Endbereich des ersten Formteils 3 weist einen rechtwinklig nach außen abgekröpften Bund 13 auf, an den sich sowohl das eine Ende der Druckfeder 1 wie auch der auf der gegenüberliegenden Seite im Gehäuseabsatz 17 eingeschraubte Kontrollschalter 7 zur Anlage kommt. Hierdurch signalisiert der Kontrollschalter 7 in der gezeigten Abbil­ dung über eine in der Darstellung nicht näher offenbarte elektrische Schaltung die Inaktivität des Kolbendruckspei­ chers, so daß das Ladeventil 8 in seiner stromlos geschlosse­ nen und somit druckmitteltrennenden Schaltposition verharrt. Durch die Gehäuseausnehmung 6, den schmalen Gehäuseabsatz 17 im Bereich des Kontrollschalters 7 sowie des in Umfangsrich­ tung zur Gehäuselängsachse angeordneten Ladeventils 8 ergibt sich eine besonders kompakte, leicht bauende Speichereinheit, die beispielsweise eine vorbildliche Integration mit dem Pum­ pengehäuse einer antriebsschlupfgeregelten Bremsanlage ermög­ licht. Über die kleinbauende Eigenschaft hinaus, ermöglicht die raumsparende Ineinanderschachtelung der aus Tiefziehtei­ len bestehenden beiden Formteile 3, 5 eine erhebliche Kosten­ reduzierung ohne Einbußen hinsichtlich der Funktionssicher­ heit. Das zweite Formteil 5 ist lediglich auf das Gehäuse 4 überzuschieben und im Endbereich in die partiellen Ausnehmun­ gen 16 zu lancieren. Das zur Fixierung des Ladeventils 8 in der Gehäuseöffnung 18 vorgesehene Verschlußelement 22 kann beispielsweise als Verschraubung ausgeführt sein, wobei der Schraubenschaft auf die Stirnfläche des Ladeventils 8 die er­ forderliche Haltekraft ausübt. Andere Form oder kraftschlüs­ sige Verschlußelemente zur Positionierung des Ladeventils 8 sind ebenso denkbar, ohne jedoch einen Anspruch auf detaillierte Darstellungen erheben zu können.
Bezugszeichenliste
 1 Druckfeder
 2 Druckspeicherkolben
 3 erstes Formteil
 4 Gehäuse
 5 zweites Formteil
 6 Gehäuseausnehmung
 7 Kontrollschalter
 8 Ladeventil
 9 Pumpe
10 Überdruckventil
11 Druckspeicherkanal
12 Gehäusefortsatz
13 Bund
14 Endbereich
15 Dichtung
16 Ausnehmung
17 Gehäuseabsatz
18 Gehäuseöffnung
19 Entlüftungskanal
20 Entlüfterventil
21 Druckspeicherraum
22 Verschlußelement
23 Verbindungskanal
24 Federraum
25 Filterelement
26 Schutzstopfen
27 Dichtelement

Claims (18)

1. Kolbendruckspeicher, insbesondere für antriebsschlupfge­ regelte Bremsanlagen, mit einem hydraulisch über eine Druckfeder beaufschlagten, gleitend in einem Gehäuse ge­ führten Druckspeicherkolben, wobei zumindest ein Dicht­ element am Druckspeicherkolben vorgesehen ist, das einen Druckspeicherraum gegenüber einem Federraum trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (1) zwischen einem ersten, unmittelbar dem Druckspeicher­ kolben (2) kontaktierenden sowie umschließenden Formteil (3) und einem zweiten, das Gehäuse (4) und das erste Formteil (3) umgreifenden Formteil (5) eingespannt ist, wobei das erste Formteil (3) eine von einem Kontroll­ schalter (7) sensierte und von einem Ladeventil (8) ge­ steuerte Relativbewegung innerhalb dem zweiten Formteil (5) zu vollziehen vermag.
2. Kolbendruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das erste Formteil (3) der in einer Gehäuseausnehmung (6) des Gehäuses (4) positionierte Kontrollschalter (7) mechanisch aktivierbar ist, um ein kolbenhubabhängiges Schaltsignal an das Lade­ ventil (8) und/oder an eine Hilfsdruckpumpe (9) zu steuern.
3. Kolbendruckspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladeventil (8) als 2/2-Wegeventil ausgeführt ist sowie elektromagnetisch, vorzugsweise über das Schaltsignal des Kontrollschalters (7) ansteuerbar ist, wodurch über einen angrenzenden Druckspeicherkanal (11) eine hydraulische Druckbeauf­ schlagung des Druckspeicherkolbens (2) vollziehbar ist.
4. Kolbendruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Über­ druckventil (10) als integrales Bestandteil parallel in das Ladeventil (8) eingefügt ist.
5. Kolbendruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß beide Form­ teile (3, 5) den Druckspeicherkolben (2) koaxial um­ schließen und schachtelförmig ineinander ragen.
6. Kolbendruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ speicherkolben (2) in einem zylinderförmigen Gehäusefort­ satz (12) abgedichtet geführt ist.
7. Kolbendruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formteil (3) mit einer becherförmigen Innenwandung nahezu über die gesamte Länge der Außenwandung am Gehäusefort­ satz (12) gleitend geführt ist.
8. Kolbendruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formteil (3) im Endbereich einen kragenförmigen Bund (13) aufweist, an dem auf der einen Seite die Druckfeder (1) und an der anderen entgegengesetzten Stirnseite der Kon­ trollschalter (7) anlegbar ist.
9. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Formteil (5) einen Endbereich (14) aufweist, der eine in einer Umfangsnut des Gehäuses (4) angeordnete Dichtung (15) kontaktiert.
10. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Formteil (5) über beispielsweise partiell am Umfang des Gehäuses (4) verteilten Ausnehmungen (16), vorzugsweise mittels Lancieren oder Verstemmen, mit dem Gehäuse (4) fest verbindbar ist.
11. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß beide Form­ teile (3, 5) aus Tiefziehteilen herstellbar sind.
12. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kon­ taktschalter (7) desachsiert zur Längsachse des Druck­ speicherkolbens (2) in einem Gehäuseabsatz (17), vorzugs­ weise einschraubbar, befestigt ist.
13. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Lade­ ventil (8) radial zur Wirkrichtung des Druckspeicherkol­ bens (2) in das Gehäuse (4) eingesetzt ist.
14. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Lade­ ventil (8) eingesetzt in eine Gehäuseöffnung (18) den Druckspeicherkanal (11) und einen seitlich angeordneten Entlüftungskanal (19) druckmittelverbindend tangiert.
15. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß über ein am Entlüftungskanal (19) angeschlossenes Entlüfterventil (20) der Druckspeicherraum (21) evakuierbar ist.
16. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das quer zur Gehäuselängsachse in die Gehäuseöffnung (18) einge­ fügte Ladeventil (8) von einem Verschlußelement (22) ge­ halten ist.
17. Druckspeicherkolben nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) von einem Verbindungskanal (23) durchdrungen ist, der einen Abfluß der Leckage des Ladeventils (8) über den Fe­ derraum (24) ermöglicht.
18. Schaltungsanordnung für einen Kolbendruckspeicher, insbe­ sondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckspeicherkolben (2) ein Ladeventil (8) in Reihe vorgeschaltet ist, an das sich in paralleler Anordnung ein Überdruckventil (10) an­ schließt, welches beim Laden des Kolbendruckspeichers oder infolge thermischer Einflüsse den Speicherdruck zu regulieren vermag und daß zur elektromagnetischen An­ steuerung des Ladeventils (8) und/oder zur Ansteuerung einer Pumpe (9) der Kontrollschalter (7) die Stellung des Druckspeicherkolbens (2) sensiert.
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