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WO2015149972A1 - Dämpfungseinrichtung und schlupfregelbare fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Dämpfungseinrichtung und schlupfregelbare fahrzeugbremsanlage Download PDF

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Publication number
WO2015149972A1
WO2015149972A1 PCT/EP2015/052196 EP2015052196W WO2015149972A1 WO 2015149972 A1 WO2015149972 A1 WO 2015149972A1 EP 2015052196 W EP2015052196 W EP 2015052196W WO 2015149972 A1 WO2015149972 A1 WO 2015149972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
pressure chamber
damping device
damping
inlet
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/052196
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Haeusser
Oliver Gaertner
Horst Beling
Oliver Hennig
Michael Schuessler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201580018350.3A priority Critical patent/CN106163890A/zh
Priority to KR1020167027250A priority patent/KR20160141730A/ko
Priority to EP15701999.3A priority patent/EP3126200A1/de
Priority to JP2016551829A priority patent/JP2017506598A/ja
Priority to US15/301,526 priority patent/US20170106842A1/en
Publication of WO2015149972A1 publication Critical patent/WO2015149972A1/de

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    • B60T8/4809—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
    • B60T8/4827—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems
    • B60T8/4863—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems
    • B60T8/4872—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems pump-back systems

Definitions

  • the invention relates to a damping device according to the features of the preamble of claim 1 and a slip-controllable vehicle brake system according to the features of claim 8. Damping devices are particularly in slip-controlled
  • Pressure pulsations arise, for example, by piston pumps, which are actuated as needed to adjust together with other actuators of the vehicle brake system, the brake pressure of a wheel brakes on the slip conditions of the wheel brake associated wheel.
  • the piston pumps carry out in a cyclic change suction strokes and delivery strokes, which trigger in the brake circuits of the vehicle brake system flow or pressure pulsations and can cause disturbing operating noise.
  • Damping devices are ideally located in close proximity to the location of the formation of the pressure pulsations, e.g. near a pump outlet and an outlet valve of a piston pump, respectively.
  • the damping devices are housed together with their associated piston pumps in common mounting holes of a hydraulic block of a hydraulic unit.
  • Damping devices are disclosed e.g. DE 101 12 618 AI.
  • Some of these variants shown use an elastically deformable membrane, which has a fluid filled with a first pressure chamber over a gas-filled second pressure chamber seals. If pulsations occur, the membrane deviates towards the pressure space filled with compressible gas, so that the fluid-filled pressure chamber increases in volume and thus the pressure is increased
  • Pulsation smoothes Downstream of the fluid-filled pressure chamber, a throttle is provided to counteract the fluid flowing out a hydraulic resistance.
  • the first pressure chamber with the variable storage capacity, forms a so-called C-member, which is the hydraulic resistor, also referred to as R-member downstream.
  • the R-element can be represented as a constant throttle or as a dynamic throttle, which provides a pressure-dependent variable resistor.
  • a dynamic throttle has the advantage of being able to operate at low pressures, such as those required for comfort functions, e.g. Distance controls, typically (about 40 bar), provide a strong throttle effect and thus high noise attenuation, while at pressures above about 40 bar, like them
  • Blockage protection or slip control operations occur, a high flow or a low flow resistance allowed.
  • Damping devices according to the features of claim 1 behave independently of the operating pressure and show almost constant
  • Damping properties over the entire pressure range of the system pressure are also characterized by the fact that they have no negative impact on the pressure build-up dynamics of the vehicle brake system, because they have little
  • a damping device has, in addition to the two existing pressure chambers, a third pressure chamber, which is coupled to the first fluid-filled pressure chamber via a fluid connection equipped with a hydraulic resistance.
  • the separator separates the third pressure chamber from the second pressure chamber, but still allows the second pressure chamber can be acted upon by the pressure level of the third pressure chamber.
  • This constellation allows the second pressure chamber filled with compressible medium to be at the fluid pressure in the pressure chambers one and three and thus to apply the current system pressure.
  • the separating device is equipped with a membrane which can assume a neutral position regardless of the level of the instantaneous system pressure, so that almost all of the mechanical stroke is available for damping pressure pulsations of the membrane.
  • this stroke can be limited by end stops to which the diaphragm can engage if a certain pressure level is exceeded or undershot. About the end stops and the bias pressure in the second pressure chamber, the pulsation diaphragm stroke and thus the maximum absorption
  • Limit brake fluid through the damping device or set the pressure range within which takes place a damping or from which the effect of the damping device decreases.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a one-stage damping device designed according to the invention
  • FIG. 2 likewise a schematic illustration of an exemplary embodiment of a two-stage damping device
  • Fig. 3 an alternative embodiment of a single-stage
  • Fig. 5 a illustrated with reference to a hydraulic circuit diagram Bremsreis with provided damping device. Disclosure of the invention
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a damping device 10 according to the invention. This is connected to a brake fluid-carrying line 12, which forms an outlet 14 upstream of the damping device 10 and a drain 16 downstream of the damping device.
  • Inflowing brake fluid first passes from the line 12 into a first pressure chamber 20 which is separated from a second pressure chamber 24 by an elastically deformable membrane 22.
  • the second pressure chamber 24 is filled with a compressible medium, preferably a gas, said gas is under a biasing pressure, which biases the membrane 22.
  • a stroke of this membrane 22 is in both spatial directions by mechanical
  • Limit stops 26, 28 which are each formed in one of the two pressure chambers 20, 24. If a pressure difference between the two pressure chambers 20, 24 exceeds or falls below a structurally definable order of magnitude, the membrane 22 abuts against one of the stops 26, 28 and is thereby protected against mechanical damage or overloading.
  • a third pressure chamber 30 is provided, which is contacted via a pressure medium connection 32 with the inlet 14 or with the first pressure chamber 20.
  • the pressure medium connection 32 bypasses the second
  • Pressure medium chamber 24 and is filled as well as the first pressure chamber 20 with incompressible brake fluid. Downstream of its branch from the inlet 14, the fluid connection 32 is connected to a hydraulic resistance 34, e.g. equipped with a throttle or aperture.
  • the third pressure chamber 30 encloses the second pressure chamber 24 both on its peripheral side and on one of its two end faces. For separating the different media of the second pressure chamber 24 and the third pressure chamber 30 is a cup-shaped
  • Hollow body damping element 36 together form a separating device 40, which separates the second pressure chamber 24 from the first pressure chamber 20 and from the third pressure chamber 30 and yet allows the second pressure chamber 24 from the pressure of the third pressure chamber 30 and the pressure in the first pressure chamber 20 acted upon is.
  • the hydraulic pressure of the inlet 14 and the first pressure chamber 20 is via the pressure medium connection 32 with the built-hydraulic
  • Resistor 34 transmitted to the third pressure chamber 30 and acts on the cup-shaped, elastically deformable hollow body damping element 36 on the filled with compressible medium second pressure chamber 24 a. Depending on the respective pressure conditions thereby the membrane 22
  • the diaphragm 22 therefore assumes a neutral position within its installation space, since the pneumatic forces acting on it from the second pressure chamber 24 essentially keep the counteracting hydraulic forces from the first pressure chamber 20 in equilibrium.
  • the membrane 22 is therefore for damping of
  • the second filled with compressible fluid pressure chamber 24 is therefore pressurized in two different ways, these routes differ in their throttle effect from each other.
  • the first way is unthrottled. It comprises the first pressure chamber 20 and is bounded by the membrane 22.
  • the first way can only the displacement or absorption of a small
  • the second way is throttled and includes the pressure medium connection 32 with the built-hydraulic resistance 34 and the third coupled thereto and bounded by the elastic hollow body damping element 36
  • the volume of the second path may be due to the Deformability of the hollow body damping element 36 change to a much greater extent than the volume of the first pressure chamber 20, whereby this second way can accommodate a large volume of pressure medium.
  • Pulsations first propagate into the first pressure chamber 20, where they cause the deflection of the membrane 22 and are effectively damped by the elasticity of the volume contained in the second pressure chamber 24 compressible medium.
  • the damping thus takes place on the unthrottled first path and the damping device 10 extracts the entire system only a relatively small volume of hydraulic pressure fluid, thus showing a low absorption capacity.
  • the connected hydraulic system thus has almost the entire amount of hydraulic pressure fluid available, thus ensuring that
  • Vehicle brake system a sufficiently good pressure build-up dynamics for unexpected emergency braking situations.
  • the pneumatic biasing force of the diaphragm 22 can be adjusted to the system pressure in the inlet 14.
  • the necessary shift of a larger amount of brake fluid into the third pressure chamber 30, is possible via the above-explained second way. Since this second path is provided with a hydraulic resistor 34, the adaptation to the changed pressure in the inlet 14, however, can only take place with a time delay.
  • the adjustment of the pneumatic biasing force of the diaphragm 22 to the pressure in the inlet 14 allows pressure pulsations occurring after pressure adjustment to be damped as well, without the need to shift large amounts of pressure fluid, which are then no longer available to the rest of the vehicle braking system. for braking maneuvers in which it depends on a high pressure build-up dynamics, so a large amount of available pressure medium.
  • the second embodiment of the invention of Figure 2 is basically the same structure and also works as related to Embodiment 1 described, but differs from this in that the separator 40 in addition to the membrane 22 and the
  • the second diaphragm 42 separates a fourth pressure chamber 44 connected to the first pressure chamber 20 with an integrated mechanical stop 46 from a fifth pressure chamber 48 connected to the atmosphere.
  • the first pressure chamber 20 and the fourth pressure chamber 44 are opposite each other and can also be combined to form a single pressure chamber connected to the inlet 14 and the outlet 16.
  • the second diaphragm 42 is provided because the first diaphragm 22 is only able to damp pressure oscillations which are above the prevailing in the second pressure chamber 24 pneumatic biasing pressure, since only such pressure oscillations can cause a deflection of the first membrane 22 at all.
  • the second membrane 42 is therefore designed in its material and / or in its elasticity and / or in their dimensions so that it abuts exactly at its associated mechanical stop 46 when the brake fluid of the first pressure chamber 20 just below the biasing pressure of the second Pressure chamber 24 is. If a pulsation vibration occurring in the first pressure chamber 20 causes a lower pressure, a deflection of the second diaphragm 42 in the direction toward the atmosphere and can thus also be damped.
  • the second pressure chamber 24 is not filled with compressible medium but with the same hydraulic fluid as the first pressure chamber 20, while in the third pressure chamber 30 now no brake fluid, but compressible medium, preferably a gas is under biasing pressure ,
  • the membrane 22 of the separator 40 thus no longer has the task of separating two media from each other and can therefore be provided with a throttle or a diaphragm, via which a
  • Pressure chamber 24 can take place. So the throttle allows one
  • Pressure fluid displacements to a greater extent are taken up here by the second pressure chamber 24, which is located inside the elastic hollow body damping element 36, also exemplified in the form of a bellows element.
  • the separator 40 comprises an open and elastically deformable unchanged
  • Hollow body damping element 36 preferably in the form of a bellows for separating the second pressure chamber 24 from the third pressure chamber 30th
  • the third pressure chamber 30 filled with compressible medium, preferably gas, under biasing pressure.
  • This preload pressure is user-specific selectable and clamped at this third
  • Embodiment no longer the membrane 22 of the separator 40, but rather the hollow body damping element 36 before.
  • FIG. 4 shows the embodiment according to FIG. 1, but with the modification that the brake-fluid-carrying line 12, to which the damping device 10 is connected, is no longer continuous, but is divided into an inlet 14 and an outlet 16 separated therefrom and drain 16 open into the first pressure chamber 20 in a spatially separated manner and are aligned substantially perpendicular to the direction of extension of the membrane 22.
  • the brake-fluid-carrying line 12 to which the damping device 10 is connected
  • Pressure medium favors the damping effect of the membrane 22. From each other separate and perpendicular to the direction of extension of the membrane 22nd
  • aligned inlets 14 or drains 16 can be transferred to all three embodiments described above.
  • FIG. 5 also shows a hydraulic circuit diagram of a brake circuit 50 of a vehicle brake system, which is equipped with one of the damping devices 10 described above. Shown is an example of the damping device 10 according to the embodiment of Figure 1.
  • the illustrated brake circuit 50 is operable by a driver
  • Master cylinder 52 is connected and includes a wheel brake 54.
  • a pressure medium connection from the master cylinder 52 to the wheel brake 54 can be blocked by an electronically controllable switching valve 56, if one
  • Wheel brake 54 should be necessary. Downstream of the changeover valve 56, an inlet valve 58 is also arranged in the brake circuit 50, which, together with an exhaust valve 60 also connected to the wheel brake 54, enables a modulation of the pressure in the wheel brake 54.
  • a pressure generator 62 preferably a piston pump, which is driven by a drive motor 64.
  • the pressure generator 62 conveys pressure fluid from the wheel brake 54 via the damping device 10 according to the invention back into the brake circuit 50, wherein the discharge point in the brake circuit 50 between the
  • Switching valve 56 and the inlet valve 58 is located.
  • the pressure generator 62 via a
  • High-pressure switching valve 66 are connected directly to the master cylinder 52 and can then suck pressure generator 62 directly from the master cylinder 52.
  • All of the illustrated valves 56, 58, 60, 66 are a 2/2-way valves which can be switched electromagnetically between a passage and a blocking position. It is possible, in particular for the valves 56 and / or 66 to perform these as proportional valves so that they can take any intermediate positions.
  • Hydraulic block of a hydraulic unit of a vehicle brake system arranged.
  • the hydraulic block is provided with holes that
  • Such a hydraulic block can be formed or equipped in a particularly space-saving and cost-saving manner when the pressure generator 62 with the damping device 10 is arranged in a common receptacle of the hydraulic block.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung (10), insbesondere zur Glättung von Pulsationen eines Druckerzeugers, vorzugsweise einer Kolbenpumpe einer schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage. Bekannte Dämpfungseinrichtungen (10) sind über einen Zulauf (14) und einen Ablauf (16) mit Druckmittel versorgt und weisen eine mit Fluid befüllte erste Druckkammer (20) und eine mit einem kompressiblen Medium, vorzugsweise einem Gas befüllte, zweite Druckkammer (24) auf. Die beiden Druckkammern (20; 24) sind durch eine Trenneinrichtung (40) voneinander getrennt. Erfindungsgemäß wird eine dritte Druckkammer (30) vorgeschlagen, die über eine Druckmittelverbindung (32) mit eingebautem Widerstand (34) mit der ersten Druckkammer (20) verbunden ist. Die Trenneinrichtung (40) ist ferner weitergebildet zur Abtrennung dieser dritten Druckkammer (30) gegenüber der zweiten Druckkammer (24) und ermöglicht eine Beaufschlagung der zweiten Druckkammer (24) mit dem Druck der dritten Druckkammer (30). Die Erfindung gestattet eine Anpassung des Vorspanndrucks in der zweiten Druckkammer (24) an den augenblicklichen Systemdruck und bewirkt, dass sich die Dämpfungseigenschaften der Dämpfungseinrichtung (10) weitgehend unabhängig gegenüber der Höhe des Druckniveaus des Zulaufs (14) verhalten.

Description

Beschreibung
Titel
Dämpfungseinrichtung und schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. eine schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage nach den Merkmalen des Anspruch 8. Dämpfungseinrichtungen werden insbesondere in schlupfregelbaren
Fahrzeugbremsanlagen eingesetzt um von Druckpulsationen verursachte Geräusche zu reduzieren. Druckpulsationen entstehen beispielsweise durch Kolbenpumpen, die nach Bedarf betätigt werden um zusammen mit anderen Stellgliedern der Fahrzeugbremsanlage den Bremsdruck einer Radbremsen an die Schlupfverhältnisse eines der Radbremse zugeordneten Rades anzupassen.
Dabei führen die Kolbenpumpen in zyklischem Wechsel Ansaughübe und Förderhübe aus, welche in den Bremskreisen der Fahrzeugbremsanlage Förderstrom- bzw. Druckpulsationen auslösen und störende Betriebsgeräusche verursachen können. Dämpfungseinrichtungen werden idealerweise in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Ort der Entstehung der Druckpulsationen angeordnet, also z.B. nahe einem Pumpenauslass bzw. einem Auslassventil einer Kolbenpumpe. Bei besonders bauraumsparenden Lösungen sind die Dämpfungseinrichtungen zusammen mit ihren zugeordneten Kolbenpumpen in gemeinsamen Aufnahmebohrungen eines Hydraulikblocks eines Hydraulikaggregats untergebracht. Derartige
Dämpfungseinrichtungen offenbart z.B. die DE 101 12 618 AI.
Manche dieser aufgezeigten Varianten verwenden eine elastisch verformbare Membran, welche einen mit Fluid gefüllten ersten Druckraum gegenüber einem gasgefüllten zweiten Druckraum abdichtet. Treten Pulsationen auf, weicht die Membran zu dem mit kompressiblem Gas gefüllten Druckraum hin aus, so dass sich der fluidgefüllte Druckraum im Volumen vergrößert und dadurch die
Pulsation glättet. Stromabwärts des fluidgefüllten Druckraums ist dazu eine Drossel vorzusehen, um dem abfließenden Fluid einen hydraulischen Widerstand entgegen zu setzen.
Der erste Druckraum, mit der veränderbaren Speicherkapazität, bildet ein sogenanntes C-Glied, dem der hydraulische Widerstand, auch als R-Glied bezeichnet, nachgeschaltet ist. Das R-Glied kann dabei als Konstantdrossel oder als dynamische Drossel, welche einen druckabhängig veränderbaren Widerstand bereitstellt, dargestellt sein.
Eine dynamische Drossel hat den Vorteil, dass sie bei niedrigen Drücken, wie sie beispielsweise für Komfortfunktionen.wie z.B. Abstandsregelungen, typisch sind (ca. 40 bar) eine starke Drosselwirkung und damit eine hohe Geräuschdämpfung bereitstellt, während sie bei Drücken oberhalb von ca. 40 bar, wie sie
vornehmlich bei sicherheitsrelevanten Funktionen, wie bspw. Blockierschutzoder schlupfregelvorgängen auftreten, einen hohen Durchfluss bzw. einen geringen Durchflusswiderstand gestattet.
Je geringer der Widerstand der Drossel, desto geringer ist die zur
Pumpenbetätigung notwendige Antriebsleistung und umgekehrt. Der wirksame Druckbereich der Dämpfungseinrichtung, ist somit begrenzt durch die
Maximalleistung des Antriebs und durch die maximale Speicherkapazität der Dämpfungseinrichtung. Letztere ist im Wesentlichen durch Bauraumrestriktionen des Hydraulikblocks bestimmt.
Nachteilig an den bekannten Lösungen ist, dass die Dämpfungseigenschaften der Dämpfungseinrichtungen vom augenblicklichen Systemdruck des
angeschlossenen Bremssystems abhängig sind.
Ist dieser Systemdruck höher als der Druck, der bei der Auslegung der Membran sowie ihres Einbauraums zugrunde lag, so legt sich die Membran an einem mechanischen Anschlag an und auftretende Druckpulsationen können keine keine weitere Auslenkung der Membran mehr bewirken und somit nicht mehr gedämpft werden.
Ist andererseits der Systemdruck deutlich niedriger als der Druck bei Auslegung der Dämpfereinrichtung, verhält sich die Membran zu steif um im
Niederdruckbereich auftretende Pulsationen dämpfen zu können.
Vorteile der Erfindung
Vor diesem technischen Hintergrund wird eine Dämpfungseinrichtung
vorgeschlagen, die gegenüber dem vorherrschenden Betriebsdruck weitgehend unabhängig wirkt.
Dämpfungseinrichtungen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 verhalten sich unabhängig vom Betriebsdruck und zeigen nahezu konstante
Dämpfungseigenschaften über den gesamten Druckbereich des Systemdrucks. Sie zeichnen sich ferner dadurch aus, dass sie keinen negativen Einfluss auf die Druckaufbaudynamik der Fahrzeugbremsanlage haben, weil sie wenig
Druckmedium in sich aufnehmen, also ein geringes Schluckvolumen aufweisen. Trotz besonders wirksamer Dämpfung, insbesondere im niedrigen Druckbereich der Fahrzeugbremsanlage, ist dennoch die Förderung von relativ großen
Druckmittelvolumen und damit ein schneller Druckaufbau im Falle von unerwartet auftretenden Notbremsungen, wie z.B. zur Kollisionsverhinderung oder zum Fußgängerschutz, möglich.
Eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung weist dazu zusätzlich zu den beiden vorhandenen Druckkammern eine dritte Druckkammer auf, die mit der ersten fluidgefüllten Druckkammer über eine mit einem hydraulischen Widerstand bestückte Fluidverbindung gekoppelt ist. Die Trenneinrichtung trennt die dritte Druckammer gegen die zweite Druckkammer ab, ermöglicht aber trotzdem dass die zweite Druckkammer mit dem Druckniveau der dritten Druckkammer beaufschlagt werden kann.
Diese Konstellation erlaubt es, die mit kompressiblen Medium gefüllte zweite Druckkammer mit dem Fluiddruck in den Druckkammern eins und drei und damit mit dem momentanen Systemdruck zu beaufschlagen. Die Trenneinrichtung ist mit einer Membran ausgestattet, welche unabhängig vom Niveau des momentanen Systemdrucks eine Neutralstellung einnehmen kann, so dass zur Dämpfung auftretender Druckpulsationen der Membran nahezu der gesamte mechanische Hub zur Verfügung steht. Konstruktiv lässt sich dieser Hub durch Endanschläge begrenzen, an welche sich die Membran anlegen kann, wenn ein bestimmtes Druckniveau über- oder unterschritten wird. Über die Endanschläge und über den Vorspanndruck in der zweiten Druckkammer lässt sich der pulsationsbedingte Membranhub und damit die maximale Aufnahme an
Bremsfluid durch die Dämpfungseinrichtung begrenzen bzw. der Druckbereich festlegen, innerhalb dem eine Dämpfung stattfindet bzw. ab dem die Wirkung der Dämpfungseinrichtung abnimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten einstufig ausgeführten Dämpfungseinrichtung;
Fig. 2: ebenfalls in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine zweistufige Dämpfungseinrichtung;
Fig. 3: eine alternative Ausführungsvariante einer einstufigen
Dämpfungseinrichtung und
Fig. 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer einstufigen Dämpfungseinrichtung
Fig. 5: ein anhand eines Hydraulikschaltplans dargestellter Bremsreis mit vorgesehener Dämpfungseinrichtung. Offenbarung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 10. Diese ist an eine bremsfluidführende Leitung 12 angeschlossen, welche stromaufwärts der Dämpfungseinrichtung 10 einen Zulauf 14 und stromabwärts der Dämpfungseinrichtung einen Ablauf 16 ausbildet.
Zuströmendes Bremsfluid gelangt aus der Leitung 12 zunächst in ein erste Druckkammer 20, welche durch eine elastisch verformbare Membran 22 von einer zweiten Druckkammer 24 getrennt ist. Die zweite Druckkammer 24 ist mit einem kompressiblem Medium, vorzugsweisen einem Gas befüllt, wobei dieses Gas unter einem Vorspanndruck steht, welcher die Membran 22 vorspannt. Ein Hub dieser Membran 22 ist in beide Raumrichtungen durch mechanische
Anschläge 26, 28 beschränkt, welche jeweils in einer der beiden Druckkammern 20, 24 ausgebildet sind. Über- bzw. unterschreitet eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern 20, 24 eine konstruktiv festlegbare Größenordnung, so legt sich die Membran 22 an einem der Anschläge 26, 28 an und ist dadurch vor mechanischen Beschädigungen bzw. vor Überlastung geschützt.
Erfindungsgemäß ist eine dritte Druckkammer 30 vorgesehen, die über eine Druckmittelverbindung 32 mit dem Zulauf 14 bzw. mit der ersten Druckkammer 20 kontaktiert ist. Die Druckmittelverbindung 32 umgeht die zweite
Druckmittelkammer 24 und ist ebenso wie die erste Druckkammer 20 mit inkompressiblem Bremsfluid befüllt. Stromabwärts ihres Abzweigs vom Zulauf 14 ist die Druckmittelverbindung 32 mit einem hydraulischen Widerstand 34, z.B. einer Drossel oder Blende bestückt. Die dritte Druckkammer 30 umschließt die zweite Druckkammer 24 sowohl an deren Umfangsseite als auch an einer ihrer beiden Stirnseiten. Zur Trennung der unterschiedlichen Medien der zweiten Druckkammer 24 und der dritten Druckkammer 30 ist ein topfförmig
ausgebildetes, elastisch verformbares Hohlkörperdämpfungselement 36 vorgesehen, das exemplarisch als Balgelement ausgebildet ist. Dieses nimmt in seinem Inneren die zweite Druckkammer 24 auf. Anstelle eines Balgelements könnte bspw. auch ein blasenförmiges Dämpfungselement vorgesehen werden. Das offene Ende des Hohlkörperdämpfungselements 36 ist am mechanischen Anschlag 26 für die Membran 22 befestigt. Diese Membran 22 überspannt die zweite Stirnseite der zweiten Druckkammer 24. Membran 22 und
Hohlkörperdämpfungselement 36 bilden zusammen eine Trenneinrichtung 40, welche die zweite Druckkammer 24 gegenüber der ersten Druckkammer 20 und gegenüber der dritten Druckkammer 30 abtrennt und es dennoch ermöglicht, dass die zweite Druckkammer 24 vom Druck der dritten Druckkammer 30 und vom Druck in der ersten Druckkammer 20 beaufschlagbar ist.
Der hydraulische Druck des Zulaufs 14 bzw. der ersten Druckkammer 20 wird über die Druckmittelverbindung 32 mit dem eingebauten hydraulischen
Widerstand 34 auf die dritte Druckkammer 30 übertragen und wirkt über das topfförmige, elastisch verformbare Hohlkörperdämpfungselement 36 auf die mit kompressiblen Medium befüllte zweite Druckkammer 24 ein. Abhängig von den jeweiligen Druckverhältnissen wird dadurch der die Membran 22
beaufschlagende pneumatische Vorspanndruck erhöht oder abgesenkt und an den Systemdruck des Zulaufs 14 angepasst. Die Membran 22 nimmt deshalb innerhalb ihres Einbauraums eine Neutralstellung ein, da die an ihr angreifenden pneumatischen Kräfte aus der zweiten Druckkammer 24 den entgegenwirkenden hydraulischen Kräften aus der erste Druckkammer 20 im Wesentlichen das Gleichgewicht halten. Der Membran 22 steht deshalb zur Dämpfung von
Druckschwankungen in beide Raumrichtungen nahezu der gesamte konstruktiv mögliche Hub zur Verfügung.
Die zweite mit kompressiblem Fluid befüllte Druckkammer 24 ist demnach auf zwei verschiedene Wegen druckbeaufschlagt, wobei diese Wege sich in ihrer Drosselwirkung voneinander unterscheiden. Der erste Weg ist ungedrosselt. Er umfasst die erste Druckkammer 20 und ist begrenzt von der Membran 22.
Bedingt durch den mechanisch begrenzten Hub der Membran 22 läßt der erste Weg lediglich die Verschiebung bzw. Aufnahme eines geringen
Druckmittelvolumens in der ersten Druckkammer 20 zu.
Der zweite Weg ist bedrosselt und umfasst die Druckmittelverbindung 32 mit dem eingebautem hydraulischen Widerstand 34 sowie die damit gekoppelte und vom elastischen Hohlkörperdämpfungselement 36 begrenzte dritte
Druckmittelkammer 30. Das Volumen des zweiten Wegs kann sich aufgrund der Verformbarkeit des Hohlkörperdämpfungselements 36 in sehr viel größerem Umfang ändern als das Volumen der ersten Druckkammer 20, wodurch dieser zweite Weg eine großes Druckmittelvolumen aufnehmen kann.
Hochfrequente oder schnelle Druckschwankungen breiten sich aufgrund des hydraulischen Widerstands 34 der Druckmittelverbindung 32 nicht unmittelbar bzw. erst zeitverzögert bis in die dritte Druckkammer 30 aus. Derartige
Pulsationen pflanzen sich zunächst in die erste Druckkammer 20 fort, bewirken dort die Auslenkung der Membran 22 und werden durch die Volumenelastizität des in der zweiten Druckkammer 24 eingeschlossenen kompressiblen Mediums wirksam gedämpft. Die Dämpfung erfolgt somit auf dem ungedrosseltem ersten Weg und die Dämpfungseinrichtung 10 entzieht dem Gesamtsystem dabei nur eine relativ kleines Volumen an hydraulischem Druckmittel, zeigt also ein geringes Schluckvermögen. Trotz wirksamer Dämpfungsmaßnahme steht dem angeschlossenen Hydrauliksystem damit nahezu die gesamte Menge an hydraulischem Druckmittel zur Verfügung und sichert damit der
Fahrzeugbremsanlage eine ausreichend gute Druckaufbaudynamik für unerwartet auftretende Notbremssituationen.
Über den bedrosselten zweiten Weg kann die pneumatische Vorspannkraft der Membran 22 an den Systemdruck im Zulauf 14 angepasst werden. Die dazu notwendig Verschiebung einer größeren Menge an Bremsfluid in die dritte Druckkammer 30 hinein, ist über den oben erläuterten zweiten Weg möglich. Da dieser zweite Weg mit einem hydraulischen Widerstand 34 versehen ist, kann die Anpassung an den sich geänderten Druck im Zulauf 14 allerdings nur zeitverzögert erfolgen. Die Anpassung der pneumatischen Vorspannraft der Membran 22 an den Druck im Zulauf 14 gestattet es, dass nach einer erfolgten Druckanpassung auftretende Druckpulsationen ebenfalls gedämpft werden, ohne dass größere Mengen an Druckmittel verschoben werden müssen, die dann dem restlichen Fahrzuegbremssystem nicht mehr zur Verfügung stehen z.B. für Bremsmanöver, in denen es auf eine hohe Druckaufbaudynamik, also eine große Menge an zur Verfügung stehendem Druckmittel, ankommt.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 2 ist grundsätzlich gleich aufgebaut und funktioniert auch wie in Zusammenhang mit Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, unterscheidet sich jedoch von diesem dadurch, dass die Trenneinrichtung 40 neben der Membran 22 und dem
Hohlkörperdämpfungselement 36 noch mit einer zweiten Membran 42
ausgestattet ist, welche die erste Druckkammer 20 zur umgebenden Atmosphäre hin absperrt. Die zweite Membran 42 trennt eine mit dem ersten Druckkammer 20 verbundene vierte Druckkammer 44 mit integriertem mechanischem Anschlag 46 gegenüber einer mit der Atmosphäre verbundenen fünften Druckkammer 48 ab. Die erste Druckkammer 20 und die vierte Druckkammer 44 liegen einander gegenüber und lassen sich auch zu einer einzigen mit dem Zulauf 14 und dem Ablauf 16 verbundenen Druckkammer zusammenfassen.
Die zweite Membran 42 ist vorgesehen weil die erste Membran 22 lediglich in der Lage ist Druckschwingungen zu dämpfen, die oberhalb des in der zweiten Druckkammer 24 herrschenden pneumatischen Vorspanndrucks liegen, da nur solche Druckschwingungen überhaupt eine Auslenkung der ersten Membran 22 bewirken können. Die zweite Membran 42 ist deshalb in ihrem Material und/oder in ihrer Elastizität und/oder in ihren Abmessungen so ausgelegt, dass sie genau dann an dem ihr zugeordneten mechanischen Anschlag 46 anliegt, wenn das Bremsfluid der ersten Druckkammer 20 genau unter dem Vorspanndruck der zweiten Druckkammer 24 steht. Herrscht in der ersten Druckkammer 20 ein demgegenüber geringerer Druck bewirken auftretende Pulsationsschwingungen eine Auslenkung der zweiten Membran 42 in Richtung zur Atmosphäre hin und lassen sich dadurch ebenfalls dämpfen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die zweite Druckkammer 24 nicht mit kompressiblem Medium befüllt sondern mit dem selben hydraulischen Fluid wie die erste Druckkammer 20, während sich in der dritten Druckkammer 30 nunmehr kein Bremsfluid, sondern kompressibles Medium, vorzugweise ein Gas, unter Vorspanndruck befindet. Die Membran 22 der Trenneinrichtung 40 hat somit nicht mehr die Aufgabe zwei Medien voneinander zu trennen und läßt sich deshalb mit einer Drossel oder einer Blende versehen, über welche ein
Fluidaustausch zwischen der ersten Druckkammer 20 und der zweiten
Druckkammer 24 erfolgen kann. Die Drossel ermöglicht also einen
Druckausgleich zwischen den beiden Druckkammern 20 und 24 und entspricht damit funktional dem hydraulischen Widerstand 34 in der Druckmittelverbindung 32 des ersten Ausführungsbeispiels (Figur 1). Druckmittelverschiebungen in größerem Umfang werden hier von der zweiten Druckkammer 24 aufgenommen, die sich im Inneren des elastischen Hohlkörperdämpfungselements 36, exemplarisch ebenfalls ausgeführt in Form eines Balgelements, befindet.
Vorteilhafterweise kann durch die gegenseitigen Tausch der Medien der zweiten Druckkammer 24 und der dritten Druckkammer 30 gegenüber dem
Ausführungsbeispiel nach Figur 1 nunmehr bei diesem dritten
Ausführungsbeispiel nach Figur 3 auf eine separat ausgebildete
Druckmittelverbindung verzichtet werden, was insbesondere Bauraum und Bearbeitungskosten zur Realisierung der Dämpfungseinrichtung 10 an einem Gehäuseblock eines Hydraulikaggregats einspart. Die Trenneinrichtung 40 umfasst unverändert ein offenes und elastisch verformbares
Hohlkörperdämpfungselement 36, vorzugsweise in Form eines Balgs zur Trennung der zweiten Druckkammer 24 von der dritten Druckkammer 30.
Allerdings ist hier die dritte Druckkammer 30 mit kompressiblem Medium, vorzugsweise Gas, unter Vorspanndruck befüllt. Dieser Vorspanndruck ist anwendungsspezifisch wählbar und spannt bei diesem dritten
Ausführungsbeispiel nicht mehr die Membran 22 der Trenneinrichtung 40, sondern vielmehr das Hohlkörperdämpfungselement 36 vor.
In ihrer Funktionsweise sind die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 und 3 identisch, so dass diesbezüglich auf die betreffenden Ausführungen in
Verbindung mit Figur 1 verwiesen werden kann.
Figur 4 zeigt die Ausführungsform nach Figur 1, allerdings mit der Änderung, dass die bremsfluidführende Leitung 12, an welche die Dämpfungseinrichtung 10 angeschlossen ist, nicht mehr durchgehend ausgebildet ist, sondern aufgeteilt ist in einen Zulauf 14 und einen davon abgetrennten Ablauf 16. Zulauf 14 und Ablauf 16 münden räumlich getrennt voneinander in die erste Druckkammer 20 ein und sind im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Membran 22 ausgerichtet. Eine derartige Ausrichtung des ein bzw. auströmenden
Druckmittels begünstigt die Dämpfungswirkung der Membran 22. Voneinander getrennte und senkrechte zur Erstreckungsrichtung der Membran 22
ausgerichtete Zuläufe 14 oder Abläufe 16 lassen sich auf alle drei zuvor beschriebenen Ausführungseispiele übertragen.
Schließlich ist in Figur 5 noch ein hydraulischer Schaltplan eines Bremskreises 50 einer Fahrzeugbremsanlage dargestellt, der mit einer der oben beschriebenen Dämpfungseinrichtungen 10 bestückt ist. Dargestellt ist exemplarisch die Dämpfungseinrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1.
Der dargestellte Bremskreis 50 ist an einen vom Fahrer betätigbaren
Hauptbremszylinder 52 angeschlossen und umfasst eine Radbremse 54. Eine Druckmittelverbindung vom Hauptbremszylinder 52 zur Radbremse 54 ist von einem elektronisch ansteuerbaren Umschaltventil 56 sperrbar, falls eine
Trennung des Hauptbremszylinders 52 und damit des Fahrers von der
Radbremse 54 notwendig sein sollte. Stromabwärts des Umschaltventils 56 ist ferner ein Einlassventil 58 im Bremskreis 50 angeordnet, das zusammen mit einem ebenfalls an die Radbremse 54 angeschlossenen Auslassventil 60 eine Modulation des Drucks in der Radbremse 54 ermöglicht.
Aus der Radbremse 54 abfließendes Druckmittel strömt einem Druckerzeuger 62, vorzugsweise eine Kolbenpumpe zu, die von einem Antriebsmotor 64 antreibbar ist. Der Druckerzeuger 62 fördert Druckmittel aus der Radbremse 54 über die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 10 zurück in den Bremskreis 50, wobei sich die Mündungsstelle in den Bremskreis 50 zwischen dem
Umschaltventil 56 und dem Einlassventil 58 befindet.
Sollte die Menge an aus der Radbremse 54 förderbarem Druckmittel nicht ausreichen um z.B. den Druck in der Radbremse 54 auf ein erforderliches Druckniveau anzuheben, kann der Druckerzeuger 62 über ein
Hochdruckschaltventil 66 direkt mit dem Hauptbremszylinder 52 verbunden werden und kann dann Druckerzeuger 62 direkt aus dem Hauptbremszylinder 52 ansaugen.
Bei allen dargestellten Ventilen 56, 58, 60, 66 handelt es sich um ein 2/2- Wegeventile, die elektromagnetisch zwischen einer Durchlass- und einer Sperrstellung umschaltbar sind. Möglich ist es, insbesondere für die Ventile 56 und/oder 66, diese als Proportionalventile auszuführen, damit sie beliebige Zwischenstellungen einnehmen können.
Abgesehen von dem Hauptbremszylinder 52 und der Radbremse 54 sind alle anderen Komponenten des beschriebenen Bremskreises 50 an einem
Hydraulikblock eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage angeordnet. Der Hydraulikblock ist dazu mit Bohrungen versehen, die
Aufnahmen für diese Komponenten bilden. Besonders bauraum- und kostensparend läßt sich ein solcher Hydraulikblock ausbilden bzw. bestücken, wenn der Druckerzeuger 62 mit der Dämpfungseinrichtung 10 in einer gemeinsamen Aufnahme des Hydraulikblocks angeordnet sind.
Selbstverständlich sind weitere Änderungen an den beschriebenen
Ausführungsbeispielen möglich, ohne von dem in den Ansprüchen
beanspruchten Grundgedaanken der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Dämpfungseinrichtung, insbesondere zur Glättung von Druckpulsationen eines
Druckerzeugers, vorzugsweise einer Kolbenpumpe einer schlupfregelbaren
Fahrzeugbremsanlage, mit einem Zulauf (14) und einem Ablauf (16) zur Versorgung der Dämpfungsvorrichtung (10) mit Druckmittel, mit einer mit dem Zulauf (14) und mit dem Ablauf (16) verbundenen ersten Druckkammer (20) und einer mit einem kompressiblen Medium, vorzugsweise einem Gas, befüllten zweiten Druckkammer (24) und mit einer Trenneinrichtung (40) zwischen der ersten Druckkammer (20) und der zweiten Druckkammer (24), dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte
Druckkammer (30) vorgesehen ist, die über eine Druckmittelverbindung (32) mit eingebautem Widerstand (34), vorzugsweise einer Drossel oder einer Blende, mit der ersten Druckkammer (20) verbunden ist und dass die Trenneinrichtung (40) weitergebildet ist zur Abtrennung der dritten Druckkammer (30) gegenüber der zweiten Druckkammer (24) und eine Beaufschlagung der zweiten Druckkammer (24) mit dem Druck der dritten Druckkammer (30) ermöglicht.
2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trenneinrichtung (40) mit wenigstens einer elastisch verformbaren Membran (22) ausgestattet ist.
3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trenneinrichtung (40) ein elastisch verformbares,
Hohlkörperdämpfungselement (36), vorzugsweise ein Balgelement, aufweist.
4. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trenneinrichtung (40) wenigstens einen mechanischen Anschlag (26; 28; 46) für die Membran (22) aufweist.
5. Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (40) eine zweite Membran (42) aufweist, welche die erste Druckkammer (20) zur Atmosphäre hin absperrt.
6. Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (14) und der Ablauf (16) räumlich beabstandet voneinander in die erste Druckkammer (20) münden.
7. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zulauf (14) und der Ablauf (16) jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Membran (22) der Trenneinrichtung (40) in die erste Druckkammer (20) münden.
8. Schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage mit wenigstens einem, eine Radbremse (54) und einen Druckerzeuger (62) aufweisenden Bremskreis (50), ausgestattet mit wenigstens einer Dämpfungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche dem Druckerzeuger (62) hydraulisch nachgeordnet ist.
9. Schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, mit einem einen
Gehäuseblock aufweisenden Hydraulikaggregat, wobei am Gehäuseblock
Komponenten des Bremskreises (50) aufnehmende Aufnahmen ausgebildet sind und wobei der Druckerzeuger (62) und die Dämpfungseinrichtung (10) in einer gemeinsamen Aufnahme angeordnet sind.
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