WO2012076459A1

WO2012076459A1 - Blasenspeicher

Info

Publication number: WO2012076459A1
Application number: PCT/EP2011/071729
Authority: WO
Inventors: Andreas Vogt; Peter Schmuttermair; Ingo Bork; Ralph Engelberg
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-06-14
Also published as: DE102010062684A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Blasenspeicher mit einem Gehäuse (4), in welchem eine Blase (5) angeordnet ist. Um einen Blasenspeicher zu schaffen, der einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, weist die Blase (5) mindestens einen vorbestimmten Verformungsbereich auf, in dem sich die Blase (5) im Betrieb des Blasenspeichers (1) definiert verformt.

Description

Beschreibung Titel

Blasenspeicher Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Blasenspeicher mit einem Gehäuse, in welchem eine Blase angeordnet ist.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Blasenspeicher mit einem Gehäuse, in welchem eine Blase angeordnet ist, zu schaffen, der einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe ist bei einem Blasenspeicher mit einem Gehäuse, in welchem eine Blase angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Blase mindestens einen vorbestimmten Verformungsbereich aufweist, in dem sich die Blase im Betrieb des Blasenspeichers definiert verformt. Bei herkömmlichen Blasenspeichern verformt sich die Blase im Betrieb des Blasenspeichers Undefiniert. Dabei kann an Faltstellen oder Knickstellen ein erhöhter Verschleiß auftreten. Durch die vorbestimmten Verformungsbereiche kann der Verschlei ß des erfindungsgemäßen Blasenspeichers minimiert werden. Der erfindungsgemäße Blasenspeicher kann besonders vorteilhaft liegend angeordnet werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase mindestens eine Falte aufweist, an der sich die Blase im Betrieb des Blasenspeichers definiert faltet. Durch die vordefinierte Falte wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass sich die Blase im Betrieb des Blasenspeichers wiederholt zerstörungsfrei bei minimalem Verschleiß zusammenfalten lässt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase mindestens eine Knickstelle aufweist, an der die Blase im Betrieb des Blasenspeichers definiert knickt. Durch die vordefinierte Knickstelle wird auf einfache Art und Weise ein reproduzierbares Zusammenlegen der Blase im Betrieb des Blasenspeichers ermöglicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase mehrere vorbestimmte Verformungsbereiche, Falten und/oder Knickstellen aufweist, an denen sich die Blase im Betrieb des Blasenspeichers definiert verformt, faltet beziehungsweise knickt. Die Verformungsbereiche, Falten und/oder Knickstellen, sind vorzugsweise gleichmäßig über die Blase verteilt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase einen kreiszylindermantelartigen Verformungsabschnitt aufweist, der vorgeformte in Umfangsrichtung verlaufende Knicklinien oder Faltlinien aufweist und sich im Betrieb des Blasenspeichers wie eine Ziehharmonika oder ein Faltenbalg verformt. Die Knicklinien oder Faltlinien sind vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase verstärkte Bereiche aufweist. Die Verstärkung kann durch eine gezielte Materialanhäufung, wie zum Beispiel eine größere Wanddicke, erreicht werden. Die Verstärkung kann alternativ oder zusätzlich durch Aufbringen einer Verstärkungsschicht aus einem anderen Material erreicht werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase innen und/oder außen mit Verstärkungsund/oder Führungsringen versehen ist. Die Verstärkungs- und/oder Führungsringe sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet und können einstückig mit der Blase verbunden sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase au ßen Gleitbereiche aufweist, die im Betrieb des Blasenspeichers an dem Gehäuse gleiten und im Hinblick auf Reibung bezie- hungsweise Verschleiß optimiert sind. Die Gleitbereiche können im Hinblick auf die in Kontakt kommenden Materialien, zum Beispiel durch eine Beschichtung mit Gleitlack, oder im Hinblick auf die Oberflächenstruktur tribologisch optimiert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Blasenspeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blase mindestens ein Führungselement aufweist, das sich im Betrieb des Blasenspeichers relativ zu dem Gehäuse bewegt. Das Führungselement ist zum Beispiel als separater Führungsring oder als separate Führungsscheibe ausgeführt. Durch das Führungselement beziehungsweise mehrere Führungselemente kann erreicht werden, dass die Blase selbst nicht mehr in Kontakt mit dem Gehäuse kommt. Die Blase kann durch das Führungselement in mehrere kreiszylindermantelartige Teilabschnitte unterteilt sein. Am Ende der Blase ist vorzugsweise ein als Führungsscheibe ausgeführtes Führungselement angeordnet. Das Führungselement ist vorzugsweise fest mit der Blase verbunden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Blase für einen vorab beschriebenen Blasenspeicher.

Der erfindungsgemäße Blasenspeicher eignet sich besonders für Mobilhydraulikanwendungen. Der Blasenspeicher kann besonders vorteilhaft in Hydraulikhybridfahrzeugen verwendet werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Blasenspeichers mit mehreren vordefinierten Verformungsstellen im Längsschnitt in einem leeren Zustand; Figur 2 den Blasenspeicher aus Figur 1 in einem vollen Zustand;

Figur 3 eine verkleinerte Darstellung des Blasenspeichers aus Figur 2;

Figur 4 den Blasenspeicher aus Figur 3 mit einer Verstärkung an der Blase;

Figur 5 den Blasenspeicher aus Figur 3 mit Verstärkungsringen au ßen an der Blase;

Figur 6 den Blasenspeicher aus Figur 3 mit Verstärkungsringen innen an der Blase;

Figur 7 einen Blasenspeicher mit einer Blase, an der zwei Führungselemente angebracht sind in einem leeren Speicherzustand und

Figur 8 den Blasenspeicher aus Figur 7 in einem vollen Speicherzustand.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 und 2 ist ein Blasenspeicher 1 mit einem Gehäuse 4 im Längsschnitt in verschiedenen Zuständen dargestellt. Das Gehäuse kann aus Metall, zum Beispiel Stahl, oder aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet sein.

Im Inneren des Gehäuses 4 ist eine Blase 5 angeordnet, die aus einem elasto- meren Kunststoffmaterial gebildet ist. Die Blase 5 kann über ein Füllventil 6 mit einem Pneumatikmedium, wie Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt werden. Das Gehäuse 4 kann über einen Hydraulikanschluss 8 mit einem Hydraulikmedium, wie Öl, gefüllt werden. Wenn das Gehäuse 4 über den Hydraulikanschluss 8 mit im Wesentlichen inkompressiblem Hydraulikmedium gefüllt wird, dann verändert sich ein Pneumatikvolumen 9 im Inneren der Blase 5, die mit dem kompressiblen Pneumatikmedium, zum Beispiel Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt ist.

Das Hydraulikvolumen 10 dient dazu, im Betrieb des Blasenspeichers 1 Hydraulikmedium zu speichern. Das in dem Hydraulikvolumen 10 gespeicherte Hydraulikmedium kann dann bedarfsabhängig mit geringen Verlusten wieder abgegeben werden. Die Blase 5 stellt ein Trennelement dar, welches das Pneumatikvolumen 9 von dem Hydraulikvolumen 10 trennt. Beim Speichern von Hydraulikmedium in dem Hydraulikvolumen 10 verändern sich die Größe und die Gestalt des Pneumatikvolumens 9 und damit der Blase 5.

In den Figuren 1 und 2 sind durch durchgezogene Ellipsen 1 1 und durchgezogene Kreise 15 Stellen angedeutet, an denen die Blase 5 im Betrieb des Blasenspeichers 1 mit dem Gehäuse 4 in Kontakt kommen kann. Des Weiteren sind durch punktierte Ellipsen 12 und punktierte Kreise 16 Stellen angedeutet, an de- nen sich die Blase 5 im Betrieb des Blasenspeichers 1 definiert verformt. In Figur

1 ist der Blasenspeicher 1 in seinem leeren Zustand dargestellt, das heißt mit einem relativ kleinen Hydraulikvolumen 10. In Figur 2 ist der Blasenspeicher 1 in seinem vollen oder gefüllten Zustand dargestellt, das hei ßt mit einem relativ großen Hydraulikvolumen 10.

In Figur 3 ist der Blasenspeicher 1 aus den Figuren 1 und 2 etwas verkleinert dargestellt. In dieser Darstellung sind Falten 21 bis 23 an der Blase 5 mit Bezugszeichen versehen. Die Blase 5 hat zwischen ihren konvex nach außen gewölbten Endbereichen 25, 26 im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreis- Zylindermantels. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist die Blase 5 zwischen ihren Endbereichen 25 und 26 mit den in Umfangsrichtung verlaufenden Falten 21 bis 23 versehen.

Durch die vorgeformten Falten 21 bis 23 wird die Blase 5 auch im leeren Zustand des Blasenspeichers 1 , wie man in Figur 1 sieht, an den Verschlei ßstellen 12 eingeschnürt. Die vorgeformten Falten 21 bis 23 führen beim Befüllen und Entleeren des Blasenspeichers 1 dazu, dass sich die Blase 5 definiert verformt. Dadurch kann der Verschleiß im Betrieb des Blasenspeichers 1 an der Blase 5 erheblich reduziert werden. So wird es möglich, den Blasenspeicher 1 auch lie- gend, zum Beispiel in ein Kraftfahrzeug, einzubauen. Liegend bedeutet, dass der

Blasenspeicher 1 mit seiner Längsausdehnung oder Längsachse parallel zum Boden angeordnet wird.

Beim Befüllen des Hydraulikvolumens 10 fährt die Blase 5 ähnlich einer Zieh- harmonika zusammen, wobei das Pneumatikvolumen 9 reduziert wird. Um diesen Effekt zu unterstützen, kann die Blase 5, wie man in Figur 1 sieht, entspre- chend ziehharmonikaartig vorgeformt sein. Das definierte Zusammenfalten entlang der Faltlinien 21 , 23 der Blase 5 kann aber auch durch eine gezielte Wahl der lokalen Wandstärken erreicht beziehungsweise unterstützt werden. In Figur 4 ist angedeutet, dass belastungskritische Bereiche, wie der Endbereich

26 der Blase 5, mit einer Verstärkung 30 versehen werden können. Die Verstärkung 30 kann durch eine gezielte Materialverstärkung im Endbereich 26 erreicht werden. Durch die Verstärkung 30 wird die Formstabilität der Blase 5 in dem Endbereich 26 erhöht.

In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem au ßen an der Blase 5 Verstärkungs- und/oder Führungselemente 31 bis 34 angebracht sind. Die Verstärkungs- und/oder Führungselemente 31 bis 34 sind als Ringe ausgeführt, die an konvex nach außen gekrümmten Umfangsbereichen der Blase 5 befestigt sind.

In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem zur Verstärkung Verstärkungsringe 41 bis 44 im Inneren der Blase 5 angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Verstärkungsringen 41 bis 44 ist, wie bei dem vorangegan- genen Ausführungsbeispiel zwischen den Verstärkungs- und/oder Führungselementen 31 bis 34, jeweils eine Falte 21 , 22, 23 angeordnet.

In den Figuren 7 und 8 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer Blase 50 dargestellt, an der zwei Führungselemente 51 , 52 angebracht sind. Das Führungselement 51 ist als Ring ausgeführt und unterteilt die Blase 50 in zwei Verformungsabschnitte

54, 55. Die Blase 50 ist in den Verformungsabschnitten 54, 55 in der Art eines Faltenbalgs vorgefaltet. Das Führungselement 52 ist als Scheibe ausgeführt und begrenzt die Blase 50 an ihrem freien Ende. In dem Verformungsabschnitt 54 sind insgesamt drei umlaufende Falten 61 bis 63 ausgebildet. In dem Verfor- mungsabschnitt 55 sind ebenfalls insgesamt drei Falten 64 bis 66 ausgebildet.

In Figur 7 ist das Hydraulikvolumen 10 in seinem Leerzustand dargestellt. In Figur 8 ist das Hydraulikvolumen 10 im gefüllten Zustand dargestellt. In beiden Zuständen wird durch die Führungselemente 51 , 52 sichergestellt, dass die Blase 50, wie bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, nicht mit dem Gehäuse 4 in Kontakt kommt. Durch die Führungsringe 51 und 52 wird, genauso wie mit den Führungs- und/oder Verschlei ßelementen 31 bis 34 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels, sichergestellt, dass die Blase 50; 5 im Betrieb des Blasenspeichers nicht mit dem Gehäuse 4 in Kontakt kommt. Dadurch kann der Verschleiß der Blase 5; 50 weiter reduziert werden.

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Mit dem Füllventil 6 kann der Druck in dem Pneumatikvolumen 9 voreingestellt werden. Anstelle des Füllventils 6 können an der gleichen Stelle weitere Pneumatikdruckbehälter angeschlossen werden, um das Pneumatikvolumen 9 zu vergrößern. Dadurch kann die Charakteristik des Füllungsgrad-Druck-Verhältnisses l o verändert werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Pneumatikvolumen 9 immer im Inneren der Blase 5 angeordnet. Es ist gemäß weiteren Ausführungsbeispielen möglich, die Blase 5 mit Hydraulikmedium zu füllen. Dann würde das Hydraulik- 15 volumen 10 mit Pneumatikmedium gefüllt. Allerdings liefert die dargestellte Anordnung den Vorteil, dass das Hydraulikmedium zur Reibungs- und Verschleißreduzierung zwischen der Blase 5; 50 und dem Gehäuse 4 verwendet werden kann.

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Claims

Ansprüche

1 . Blasenspeicher mit einem Gehäuse (4), in welchem eine Blase (5;50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) mindestens einen vorbestimmten Verformungsbereich aufweist, in dem sich die Blase (5;50) im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) definiert verformt.

2. Blasenspeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) mindestens eine Falte (21 -23;61 -65) aufweist, an der sich die Blase (5;50) im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) definiert faltet.

3. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) mindestens eine Knickstelle aufweist, an der die Blase (5;50) im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) definiert knickt.

4. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) mehrere vorbestimmte Verformungsbereiche, Falten (21 -23;61 -65) und/oder Knickstellen aufweist, an denen sich die Blase (5;50) im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) definiert verformt, faltet beziehungsweise knickt.

5. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) einen kreiszylindermantelartigen Verformungsabschnitt aufweist, der vorgeformte in Umfangsrichtung verlaufende Knicklinien oder Faltlinien aufweist und sich im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) wie eine Ziehharmonika oder ein Faltenbalg verformt.

6. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5) verstärkte Bereiche (30) aufweist.

7. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5) innen und/oder au ßen mit Verstärkungsund/oder Führungsringen (41 -44;31 -33) versehen ist.

8. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5) außen Gleitbereiche aufweist, die im Betrieb des Blasenspeichers (1 ) an dem Gehäuse (4) gleiten und im Hinblick auf Reibung beziehungsweise Verschleiß optimiert sind.

9. Blasenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (5;50) mindestens ein Führungselement (31 - 33;41 -44;51 ,52) aufweist, das sich im Betrieb des Blasenspeichers relativ zu dem Gehäuse bewegt.

10. Blase für einen Blasenspeicher (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.