DE4311263A1 - Dämpfungseinrichtung insbesondere für ein hydraulisches Bremssystem - Google Patents
Dämpfungseinrichtung insbesondere für ein hydraulisches BremssystemInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungseinrichtung nach der Gat
tung des Hauptanspruchs.
Dämpfungseinrichtungen in Verbindung mit hydraulischen Bremssystemen
sind durch die GB-PS 15 90 003 bekannt und weisen innerhalb eines
Gehäuses je einen von einem Deckel verschlossenen Hohlraum sowie je
einen Einlaßkanal und einen Auslaßkanal auf, wobei dem jeweiligen
Auslaßkanal eine Drossel zugeordnet ist. Zur Dämpfung wird Gebrauch
gemacht von der Volumenelastizität eines in dem jeweiligen Hohlraum
befindlichen hydraulischen Druckmittels, hier der sogenannten Brems
flüssigkeit. Durch die EP 0 479 962 A1 ist eine gleichartige Dämp
fungseinrichtung bekannt, deren Deckel mit einem rohrartigen Stutzen
versehen ist, der in eine zylindrische Bohrung, die sich im Gehäuse
befindet, eingesteckt und relativ zu dieser abgedichtet und axial
fixiert ist. Weil lediglich die Volumenelastizität des Druckmittels
genutzt ist, ist ein gegebenenfalls störender Raumbedarf für solche
Dämpfungseinrichtungen nicht ausschließbar.
Durch die WO 90/12713 ist eine weitere Dämpfungseinrichtung für ein
hydraulisches Bremssystem bekannt. Diese Dämpfungseinrichtung weist
einen ebenfalls von einem Deckel verschlossenen Hohlraum auf, in den
jedoch nur ein Kanal mündet, der deshalb abwechselnd als Einlaßkanal
und als Auslaßkanal dient. In dem Hohlraum befindet sich ein elasto
meres Energiespeicherelement. Dieses ist ein beispielsweise ellip
tisch geformter elastomerer Körper, dessen Gefügekern eine große
Elastizität aufweist und dessen den Gefügekern umschließende Hülle
aus einem Material großer Dichte und Steifigkeit mit elastischer
Verformungseigenschaft besteht. Gemäß einem Vorschlag soll dabei die
variable Volumenaufnahme des elastomeren Energiespeicherelements
maximal 2 mm3 pro einem Bar Druck betragen. Nachteilig ist, daß
bei intensiver elastischer Verformung das elastomere Energiespei
cherelement gegebenenfalls stark erwärmt wird und dadurch seine
Elastizität ändert. Auch ist nicht ausschließbar, daß infolge sol
cher Erwärmung die Werkstoffe des elastomeren Energiespeicherele
ments schnell altern und verspröden und dadurch Dämpfungsvermögen
einbüßen.
Durch die DE-OS 22 08 491 ist eine weitere Dämpfungseinrichtung zur
Pulsationsdämpfung bekannt, die einen Druckbehälter mit mindestens
einer durch eine erste Knickkante begrenzten Druckbehälterwandung
aufweist. Diese Druckbehälterwandung ist einerseits den Druckpul
sationen im hydraulischen Druckmittel und andererseits der umgeben
den Atmosphäre ausgesetzt und nach Art einer Metallmembran biege
elastisch ausgebildet. Die Biegeelastizität bestimmt die Volumen
aufnahme je Druckänderungseinheit. Falls durch fortlaufende pulsie
rende Beanspruchung eine Druckbehälterwandung undicht wird, geht
Druckmittel verloren und das zugeordnete hydraulische System versagt.
Eine weitere durch die DE-OS 21 27 685 bekannte Dämpfungseinrichtung
besitzt einen ersten Hohlraum, der mit dem hydraulischen Druckmittel
des zugeordneten hydraulischen Systems gefüllt ist, einen zweiten
Hohlraum mit einer Luftsäule und eine die beiden Hohlräume voneinan
der trennende elastische Metallmembran. Es ist nicht ausschließbar,
daß eine solche Metallmembran ermüdet und dadurch undicht wird. Dies
führt zu dem Nachteil, daß infolge von zu dämpfenden Druckschwankun
gen flüssiges Druckmittel in den zweiten Hohlraum gerät und daß dann
bei Drucksenkungen Luft aus den zweiten Hohlraum in den ersten und
schließlich in das hydraulische System gelangt. Insbesondere wenn
das hydraulische System eine Fahrzeugbremsanlage ist, die mit einen
Hauptbremszylinder zu betreiben ist, kann in die Bremsanlage gelang
tes Druckmittel zu verminderter Bremsleistung und dadurch zu einem
Unfall führen.
Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bei Undichtwerden der
Metallmembran keine Luft oder kein Polstergas in das hydraulische
Druckmittel gelangt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Dämp
fungseinrichtung möglich. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
2 ergeben eine raumsparende Bauweise insbesondere mit Blick auf den
Durchmesseranspruch für die Dämpfungseinrichtung. Die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 3 ermöglichen es, die den zweiten Hohlraum
umschließenden Metallmembranen beispielsweise in vorbekannten Hohl
räumen unterzubringen. Die Weiterbildung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 4 hat den Vorteil, daß zum Zweck der verein
fachten mechanischen Montage die Metallmembranen und der Deckel in
einem einzigen Arbeitsgang einbaubar sind. Die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 5 haben den Vorteil, daß bei einer vorbekannten
Konstruktion lediglich geringfügige Änderungen am Deckel notwendig
sind, um zu dem Vorteil zu gelangen, den die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 4 ergeben.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 geben einen bevorzugten
Werkstoff für die Metallmembran an. Die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 7 geben einen Bemessungsvorschlag an zur Gestaltung der
wenigstens einen Metallmembran für die Verwendung in einer Fahrzeug
bremsanlage, die typischerweise für Personenkraftwagen geeignet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 ein Gehäuse in Seitenansicht zum Teil im Schnitt,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie IV-IV in Fig. 1.
Ein mit vier Ausgängen für den Anschluß von vier nicht dargestellten
Rad-Bremszylindern versehenes Gehäuse 1, das vier Regelkanäle auf
nimmt, hat eine Grundplatte 2, in der von der in der Zeichnung un
teren Schmalseite her vier Aufnahme-Bohrungen 3, 4, 5, 6 für je zwei
Dämpfer 7 und 8 und für je zwei Speicher 9 und 10 vorgesehen sind.
Andererseits trägt die Grundplatte 2 auf ihrer senkrechten Breit
seite acht Aufnahmebohrungen 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 für acht
Magnetventile der vier Regelkanäle, je vier Einlaß-Magnetventile 20,
21, 22, 23 und je vier Auslaß-Magnetventile 24, 25, 26, 27. Etwa auf
halber Höhe der Breitseite der Grundplatte 2 sind zwei sich gleich
achsig einander gegenüberliegende Rückförderpumpen 28 und 29 paral
lel zur Breitseite sowie dazwischen ein Antriebsexzenter 30 und für
diesen ein Motor 31 vorgesehen.
Die Grundplatte 2 hat desweiteren an ihren anderen drei Schmalseiten
sechs Anschluß-Bohrungen 32, 33, 34, 35, 36, 37, zwei (32, 33) für
zwei nicht dargestellte Hauptzylinder (in Tandem- oder Parallelan
ordnung) und zwei (34, 35) für die beiden Rad-Bremszylinder der Vor
derräder und zwei (36, 37) für die Rad-Bremszylinder der Hinterräder.
Wie die Fig. 1 und die Schnittdarstellungen gemäß den Fig. 2 und
3 erkennen lassen, sind bei dieser Bauart die Speicher und Dämpfer
in Einbaulage des Gehäuses 2 unten angeordnet und von den darüber
liegenden Magnetventilen 20 bis 27 liegen die Auslaß-Magnetventile
24, 25, 26, 27 höher als die ihnen jeweils zugeordneten Einlaß-Mag
netventile 20, 21, 22, 23. Das hat den Vorteil, daß beim Entlüften
des hydraulischen Systems die Luft durch die Auslaß-Magnetventile
24, 25, 26, 27 zu den Rad-Bremszylindern hin abströmen kann. Ande
rerseits ist zum Speicher 9 bzw. 10 hin durch einen Kanal 44 ein
Gefälle geschaffen, durch das die Flüssigkeit automatisch zurück
fließen kann. Ebenfalls durchströmt ist durch einen Kanal 45 der
Dämpfer 7 bzw. 8 von der Rückförderpumpe her, wobei die Flüssigkeit
durch eine Drossel 46 und einen Kanal 47 zum Hauptzylinder-Anschluß
32 gelangt (vergleiche Fig. 2).
Das Schnittbild nach der Fig. 4 zeigt, daß die Aufnahme-Bohrungen
11/12; 13/14; 15/16; 17/18 für je ein Paar (hier 11/12 und 15/16)
von Einlaß- und Auslaß-Magnetventilen durch zwei Schrägkanäle 40/41
und 42/43 miteinander verbunden sind. Diese Schrägkanäle 40/41 und
42/43 haben keine nach außen führende Öffnungen. Stopfen und Kugel
dichtungen sind deshalb hier überflüssig.
Zum Dämpfer 7 gehören innerhalb des Gehäuses 2 eine Bohrung 50, ein
die Bohrung 50 nach außen verschließender Deckel 51, eine erste Wan
dung 52 und eine zweite Wandung 53. Der Deckel 51 hat eine stirn
seitige Wand 54, an die ein rohrförmiger Stutzen 55 angeformt
ist. Der rohrförmige Stutzen 55 taucht in die Bohrung 50 ein und ist
in einer axialen Richtung mittels seines Sicherungsringes 56 gesi
chert. Ein Dichtungsring 57 verhindert den Verlust von hydraulischem
Druckmittel aus dem Dämpfer 7.
Die Bohrung 50 und der Deckel 51 bis hin zur stirnseitigen Wand 54
umgrenzen einen ersten Hohlraum 58.
Die erste Wandung 52 und bevorzugt auch die zweite Wandung 53 sind
als metallische Membranen ausgebildet und schließen zwischen sich
einen zweiten Hohlraum 59 ein. Hierfür ist beispielsweise die zweite
Wandung 53 tellerartig mit einem Rand 60 ausgebildet und mit einem
Rand 61 der ersten Wandung 52 dicht verbunden. Das Verbinden kann
beispielsweise durch Löten oder Schweißen oder in einer sonstigen
für das Herstellen von Barometerdosen und Manometern bekannten Weise
durchgeführt werden. Beispielsweise kann man die erste Wandung 52,
die die erste metallische Membran bildet, gewellt ausbilden, so wie
man dies bei sogenannten Plattenfedermanometern kennt.
In erfindungsgemäßer Weise ist der zweite Hohlraum 59 evakuiert.
Dies ist erreichbar, wenn die erste Metallmembran 52 mit der zweiten
Metallmembran 53 im Vakuum zusammengelötet oder zusammengeschweißt
wird. Das Evakuieren kann aber auch nach dem dichten Vereinigen der
zweiten Metallmembran 53 mit der ersten Metallmembran 52 durchge
führt werden durch eine nachher zu verschließende Öffnung. Der er
findungsgemäße Gedanke, an einer Seite von solchen metallischen
Membranen 52, 53 ein Vakuum vorzusehen, ist nicht auf die in den
Figuren dargestellte direkte Verbindung der Metallmembranen 52 und
53 entlang von deren Rändern 60 und 61 beschränkt.
Die Durchmesser der beiden Metallmembranen 52 und 53 sind so ge
wählt, daß beim Verbringen von ihnen in die Bohrung 50 ein Ringspalt
zur Bohrung 50 verbleibt. Um das Einbringen der Metallmembranen 52
und 53 zu erleichtern, ist die zweite Metallmembran 53 mit dem rohr
artigen Stutzen 55 des Deckels 51 verbunden. Zu diesem Zweck besitzt
angrenzend an die Metallmembran 53 der rohrartige Stutzen 55 einen
Befestigungsrand 62, an den stirnseitig die zweite Metallmembran 53
angelötet oder angeschweißt ist. Zwischen der zweiten Metallmembran
53 und dem Dichtungsring 57 durchdringt wenigstens eine Öffnung 63
den rohrartigen Stutzen 55, so daß ein in die Bohrung 50 einleit
barer Druck nicht nur die erste Metallmembran 52 sondern auch die
zweite Metallmembran 53 beaufschlagen kann. Zur Zuführung eines
hydraulischen Druckmittels und zum Aufbauen des genannten Druckes
dient der in der Fig. 2 ersichtliche Kanal 45. Das hydraulische
Druckmittel ist aus der Bohrung 50 ableitbar durch die Drossel 46
und den Kanal 47 zu irgendwelchen Empfängern wie einen Hauptbrems
zylinder. Im Falle der Versorgung von Radbremszylindern ist das
hydraulische Druckmittel die sogenannte Bremsflüssigkeit.
Die erste Metallmembran 52 und die zweite Metallmembran 53 sind bei
spielsweise herstellbar aus einer aushärtbaren Kupfer-Berillium-Le
gierung. Bei vorgegebenen Durchmessern der Metallmembranen 52 und 53
werden deren Dicken derart ausgewählt, daß bei der Verwendung in
einem hydraulischen Bremssystem eines Personenkraftwagens eine
Druckerhöhung von 100 bar in der Bohrung 50 einen Zustrom von etwa
0,05 cm3 bis 0,06 cm3 des hydraulischen Druckmittels ergibt.
Wird die Dämpfungseinrichtung in einem anderen Bremssystem oder in
einem anderen hydraulischen System verwendet, so kann eine andere
als die genannte Volumenelastizität zu einer vorteilhaften Dämp
fungswirkung führen.
Weil der zweite Hohlraum 59 verhältnismäßig klein ist, kann, falls
eine der beiden Metallmembranen 52 bzw. 53 beschädigt und undicht
wird, lediglich eine vergleichsweise geringe Menge des hydraulischen
Druckmittels in den zweiten Hohlraum 59 eindringen. Und weil durch
das erfindungsgemäße Evakuieren bedingt weder Luft noch Gas sich in
dem zweiten Hohlraum 59 befindet, kann anläßlich von Druckpulsa
tionen im ersten Hohlraum 58 in das dort befindliche hydraulische
Druckmittel keine Luft und auch kein Gas eindringen. Insoweit bleibt
das hydraulische Druckmittel frei von unerwünschten oder gar gefähr
lichen Elastizitäten. Dies ist insbesondere dann von besonderem Vor
teil, wenn das hydraulische System ein hydraulisches Bremssystem mit
einem Hauptbremszylinder ist, dessen Förderkapazität bekanntlich
durch den längstmöglichen Kolbenhub beschränkt ist.
Der Dämpfer 8 ist in gleicher Weise wie der Dämpfer 7 aufgebaut.
Ergänzend sei noch bemerkt, daß der erfindungsgemäße Gedanke des
Evakuierens des zweiten Hohlraums auch übertragbar ist in die Dämp
fungseinrichtung gemäß der Fig. 1 der DE-OS 21 27 685 oder in ir
gendeine andere konstruktive Ausführung.
Claims (7)
1. Dämpfungseinrichtung mit einem Gehäuse, mit einem ersten Hohlraum
im Gehäuse zur Aufnahme von hydraulischem Druckmittel eines hydrau
lischen Systems, insbesondere eines hydraulischen Bremssystems mit
einem zweiten Hohlraum, und mit einer elastischen Metallmembran, die
den zweiten Hohlraum vom ersten Hohlraum trennt, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Hohlraum (59) evakuiert ist.
2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem Abstand von der elastischen Metallmembran (52) eine zusätz
liche Metallmembran (53) vorgesehen ist, und daß beide Metallmem
branen (52, 53) zwischen sich den zweiten Hohlraum (59) einschließen.
3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß
beide Metallmembranen (52, 53) innerhalb des ersten Hohlraums (50, 58)
untergebracht sind, und daß der erste Hohlraum (50, 58) von
einem Deckel (51) verschlossen ist.
4. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Metallmembran (53) mit dem Deckel (51) vereinigt ist.
5. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Deckel (51) einen rohrartigen Stutzen (55) aufweist, der abge
dichtet in eine im Gehäuse (2) befindliche Bohrung (50) eintaucht,
und daß die Metallmembran (53) an dem eingetauchten Stutzen (55)
befestigt ist, und daß ausgehend von der Bohrung (50) wenigstens
eine Öffnung (63) in den rohrartigen Stutzen (55) mündet.
6. Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Metallmembran (52, 53) aus einer
Kupfer-Berillium-Legierung hergestellt ist.
7. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die wenigstens eine Metallmembran (52, 53) so gestaltet
ist, daß bei Verwendung in einem Fahrzeugbremssystem bei einem
Druckanstieg von 100 bar im ersten Hohlraum (58) dieser Hohlraum (58)
zusätzlich ein Volumen von im wesentlichen 0,06 cm³ aufnimmt.
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