DE10143675A1 - Piston reservoir, for motor vehicle brake circuit, has sealing ring between spacer and guide ring - Google Patents
Piston reservoir, for motor vehicle brake circuit, has sealing ring between spacer and guide ringInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a piston accumulator for Motor vehicle braking systems according to the preamble of the claim 1.
In der DE 44 42 019 A1 ist bereits ein Kolbenspeicher beschrieben, bei dem ein Präzisionskolben zum Einsatz kommt, der mittels eines in einer Kolbennut eingesetzten Dichtungspaket in einem Präzisionsrohr geführt ist. A piston accumulator is already in DE 44 42 019 A1 described in which a precision piston is used, the one used in a piston groove Seal package is guided in a precision tube.
Die Verwendung von entsprechend präzise gefertigten Bauteilen führt zwangsläufig zu hohen Fertigungskosten. Die gewählte Kolbenabdichtung ermöglicht überdies keine optimalen Kolbengleiteigenschaften, so daß ein vorzeitiger Verschleiß und eine Undichtigkeit der Kolbenabdichtung nicht ausgeschlossen werden kann. The use of correspondingly precisely manufactured Components inevitably lead to high manufacturing costs. The selected piston seal also does not allow optimal Piston sliding properties, so that premature wear and not a leak in the piston seal can be excluded.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen, funktionssicheren Kolbenspeicher zu schaffen, der vorgenannte Nachteile nicht aufweist und der auch im Langzeitbetrieb eine absolute Medientrennung ermöglicht, so daß eine Gasaufnahme der Bremsflüssigkeit im Kolbenspeicher ausgeschlossen ist. It is therefore the object of the present invention to provide a to create a simple, reliable piston accumulator that does not have the aforementioned disadvantages and also in Long-term operation enables an absolute media separation, so that a gas absorption of the brake fluid in the piston accumulator is excluded.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Kolbenspeicher der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst. This object is inventively for a piston accumulator of the specified type by the characteristic features of the Claims 1 and 9 solved.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen neuartigen Kolbenspeicher, bei dem die Medientrennung durch das Zusammenwirken einer Dichtung mit einem Führungsring geschieht, die außerhalb der Kolbenwandung in einem an die Innenwandung des Gehäuses angrenzenden Zwischenraum eingesetzt sind. Die besondere Idee ist dabei, dass zur Aufnahme des Führungsrings und der Dichtung der Innenradius des Gehäuses über eine definierte Länge um das Dickenmaß des Führungsrings gegenüber dem Außenradius des Kolbens vergrößert ist, so daß der Kolben einerseits entlang dem Führungsring reibungsarm gleiten kann, andererseits aber auch zwischen dem Führungsring und der Dichtung ein Zwischenraum zur Aufnahme von Gleitmittel verbleibt, um optimale Schmierbedingungen für den Kolben zu gewährleisten. The present invention is a novel piston accumulator, in which the media separation by the Interaction of a seal with a guide ring happens that outside of the piston wall in one to the Inner wall of the housing adjacent space used are. The special idea is that to record the Guide ring and the seal of the inner radius of the housing over a defined length by the thickness of the Guide ring is enlarged compared to the outer radius of the piston, so that the piston on the one hand along the guide ring can slide with little friction, but also between the Guide ring and the seal a space for receiving of lubricant remains to ensure optimal lubrication conditions to ensure for the piston.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im nachfolgenden anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Other features, advantages and possible uses of the Invention are described below with reference to the description several embodiments explained.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mit den erfindungswesentlichen Merkmalen versehenen Kolbenspeicher, Fig. 1 shows a longitudinal section through a provided with the features essential to the invention piston accumulator
Fig. 2 abweichend von der Darstellung des Kolbenspeichers nach Fig. 1 eine alternative Befestigung zur Anordung eines Abstandhalters an der Innenwandung des Gehäuses, Fig. 2 differing from the representation of the piston accumulator of FIG. 1 for an alternative mounting arrangement of a spacer on the inner wall of the housing,
Fig. 3 den Kolbenspeicher nach Fig. 1 mit einer veränderten Abdichtung und Führung des Kolbens im Gehäuse, Fig. 3 the piston accumulator of FIG. 1 with a modified sealing and guiding the piston in the housing,
Fig. 4 eine erstes Ausführungsbeispiel zur Integration einer die Kolbenbewegung überwachenden Sensoranordnung im Bereich des aus den Fig. 1-3 bekannten Abstandshalters, Fig. 4 shows a first embodiment for integrating a piston movement sensor monitoring arrangement in the region of the prior art shown in FIGS. 1-3 spacer
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Sensoranordung in einer seitlichen Gehäusetasche des Kolbenspeichers, Fig. 5 shows a further embodiment for the sensor arrangement in a lateral housing pocket of the piston accumulator,
Fig. 6 einen Lösungsvorschlag zur unmittelbaren Anordnung der Ringdichtung im Abstandhalter, an dem sich gleichzeitig der Führungsring abstützt. Fig. 6 a solution to the immediate arrangement of the ring seal in the spacer, on which the guide ring is supported at the same time.
Die Fig. 1 zeigt einen Kolbenspeicher für Kraftfahrzeug- Bremsanlagen, mit einem einen Druckmittelanschluss 13 aufweisenden Gehäuse 1, einem im Gehäuse 1 beweglich angeordneten, zwei Kammern 14, 15 voneinander trennenden Kolben 9 sowie mit einem das Gehäuse 1 verschließenden Deckel 11, der beispielsweise einen Füllanschluß zur Gasbefüllung der ersten Kammer 14 aufnehmen kann. Zwischen der Außenwandung des Kolbens 9 und der Innenwandung des zylindrigen Gehäuses 1 ist unterhalb eines als I-Profil ausgeführten Ringteils ein Führungsring 10 als auch eine Ringdichtung 8 angeordnet. Das Ringteil übernimmt die Funktion eines Abstandhalters 6, um einerseits sowohl die unterhalb des Abstandhalters 6 angeordnete Ringdichtung 8 mit dem Führungsring 10 im Gehäuse 1 zu fixieren als auch oberhalb des Abstandhalters 6 eine weitere, gleichfalls aus einer Ringdichtung 5 und einem Führungsring 2 bestehende Baugruppe in der abbildungsgemäßen Position zu halten. Die oberhalb des Abstandhalters 6 angeordnete Baugruppe weist ferner eine zwischen der Ringdichtung 5 und dem Führungsring 2 angeordnete, mit Gleitmittel versehene Schmierstoffkammer 4 auf, die durch eine zwischen dem Kolben und der Gehäusewand angeordneten Schmierstoffdichtung 3 von der mit Gas befüllten ersten Kammer 14 getrennt ist. Da der oberhalb der Schmierstoffdichtung 3angeordnete Führungsring 2 von einer sich am Deckel 11 abstützenden Druckfeder 17 beaufschlagt ist, befindet sich in der Schmierstoffkammer 4 ein weiterer Abstandhalter 18, der aufgrund der Wirkung der Druckfeder 17 ein unbeabsichtigtes Herauspressen von Gleitmittel aus der Schmierstoffkammer 4 sowie ein konstantes Aufnahmevolumen der Schmierstoffkammer 4 gewährleistet. Durch die Druckfeder 17 sind auf einfache Weise die Führungsringe 2, 10, die Ringdichtungen 5, 8, die Abstandhalter 6, 18 und die Schmierstoffdichtung 3 gemäß der Darstellung im Gehäuse 1 in einem Stapel auf den Gehäuseboden gedrückt. Durch die toleranzausgleichende Wirkung der Führungsringe 2, 10 sowie infolge der gewählten Kolbenabdichtung kann das Gehäuse 1 vorteilhaft durch Tiefziehen, Fließpressen oder Spritzgießen kostengünstig aus Stahl, Aluminium oder auch verstärktem Kunststoff hergestellt werden. Ebenso kann der Kolben 9 vorteilhaft in einer einfachen Formgebung aus verstärktem Kunststoff, aus Stahl oder Aluminium im Tiefzieh- bzw. Fließpreßverfahren hergestellt werden, wobei durch die bedarfsgerechte Formgebung und in Richtung der Kolbenachse veränderbaren Position des Kolbenbodens 16 die Volumenaufnahme der beiden Kammern 14, 15 derart beeinflußt werden kann, daß unter Beibehaltung der Gehäuse- und Kolbenabmessung die Kennliniencharakeristik des Kolbenspeichers in einem weiten Betriebsbereich an die Anforderung der Bremsanlage angepaßt werden kann. Fig. 1 shows a piston-type accumulator for the motor vehicle brake systems, with a pressure medium connection 13 comprising a housing 1, arranged movably in the housing 1, two chambers 14, 15 from each other, separating piston 9 and occluding with the housing 1, lid 11 which, for example, a Filling connection for gas filling the first chamber 14 can accommodate. Between the outer wall of the piston 9 and the inner wall of the cylindrical housing 1 , a guide ring 10 and an annular seal 8 are arranged below an annular part designed as an I-profile. The ring part takes over the function of a spacer 6 , on the one hand to fix both the ring seal 8 arranged below the spacer 6 with the guide ring 10 in the housing 1 and above the spacer 6 a further assembly likewise consisting of a ring seal 5 and a guide ring 2 in to hold the position shown in the illustration. The assembly arranged above the spacer 6 also has a lubricant chamber 4 which is arranged between the ring seal 5 and the guide ring 2 and is provided with a lubricant and which is separated from the gas-filled first chamber 14 by a lubricant seal 3 arranged between the piston and the housing wall. Since the guide ring 2 arranged above the lubricant seal 3 is acted upon by a compression spring 17 which is supported on the cover 11 , there is a further spacer 18 in the lubricant chamber 4 which, due to the action of the compression spring 17 , inadvertently extracts lubricant from the lubricant chamber 4 as well as constant volume of the lubricant chamber 4 guaranteed. By means of the compression spring 17 , the guide rings 2 , 10 , the ring seals 5 , 8 , the spacers 6 , 18 and the lubricant seal 3 are pressed in a stack onto the housing base as shown in the housing 1 . Due to the tolerance-compensating effect of the guide rings 2 , 10 and due to the selected piston seal, the housing 1 can advantageously be manufactured inexpensively from steel, aluminum or reinforced plastic by deep drawing, extrusion or injection molding. Likewise, the piston 9 can advantageously be produced in a simple shape from reinforced plastic, steel or aluminum in the deep-drawing or extrusion process, the volume of the two chambers 14 , 15 being able to be accommodated by the shape of the piston base 16, which can be changed as required and in the direction of the piston axis can be influenced in such a way that the characteristics of the piston accumulator can be adapted to the requirements of the brake system in a wide operating range while maintaining the housing and piston dimensions.
Ein Trockenlauf des Kolbens 9 und der Ringdichtung 5 ist auch im Langzeitbetrieb infolge des in der Schmierstoffkammer 4 eingebetteten Gleitmittels gänzlich ausgeschlossen, die überdies die Dichtwirkung und damit die Medientrennung der mit Hochdruck beaufschlagten Kammern 14, 15 positiv beeinflußt. Dry running of the piston 9 and the ring seal 5 is completely ruled out even in long-term operation due to the lubricant embedded in the lubricant chamber 4 , which moreover has a positive effect on the sealing effect and thus the media separation of the chambers 14 , 15 which are subjected to high pressure.
Die den Kolben 9 im Gehäuse 1 ausrichtenden Führungsringe 2, 10 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff mit gutem Gleit- bzw. Schmierverhalten hergestellt. Kostengünstig können vorgenannte Teile aus handelsüblichen Polymeren vorteilhaft durch Urformen oder auch durch Umformen produziert werden. Die gewählte Anordnung der Führungsringe 2, 10 mit der dazwischen befindlichen Ringdichtungen 5, 8 ermöglicht eine einfache, grob tolerierte Ausführung des Gehäuses 1 als auch des Kolbens 9 ohne eine Einschränkung der Dauerfestigkeit, die bisher durch Einstiche am Kolbenhemd oder der Gehäusewand nachteilig zum tragen kamen. Außerdem ist durch die zwischen den Führungsringen 2, 10 gewählte Anordnung der Ringdichtungen 5, 8 in Verbindung mit der Schmierstoffkammer 4 der Übertritt von unter Hochdruck in der Kammer 14 stehendem Gas in Richtung der Kammer 15 gänzlich ausgeschlossen. The guide rings 2 , 10 aligning the piston 9 in the housing 1 are preferably made of a plastic with good sliding or lubricating behavior. The above-mentioned parts can be produced inexpensively from commercially available polymers, advantageously by master shaping or also by shaping. The selected arrangement of the guide rings 2 , 10 with the ring seals 5 , 8 located between them enables a simple, roughly tolerated design of the housing 1 and also of the piston 9 without any restriction of the fatigue strength, which have previously been disadvantageous due to punctures on the piston skirt or the housing wall , In addition, the arrangement of the ring seals 5 , 8 selected between the guide rings 2 , 10 in connection with the lubricant chamber 4 completely prevents the passage of gas under high pressure in the chamber 14 in the direction of the chamber 15 .
Ferner wird durch eine Druckausgleichsbohrung 17 im Gehäuse 1 der Raum des Abstandshalters 6 über ein als Überdruckventil die Ausgleichsbohrung 18 außen verschließendes Gummiband bei Bedarf entlüftet. Der Raum des Abstandhalters 6 kann überdies bei Bedarf gleichfalls mit einem Gleitmittel versehen werden. Furthermore, if necessary, the space of the spacer 6 is vented through a pressure compensation bore 17 in the housing 1 via a rubber band closing the compensation bore 18 on the outside as a pressure relief valve. The space of the spacer 6 can also be provided with a lubricant if necessary.
Abweichend vom Aufbau des Kolbenspeichers nach Fig. 1 zeigt die Fig. 2 den Abstandhalter 6 in Form eines U-Profils, das als Ringteil nach erfolgter Montage des Führungsrings 10 und der Ringdichtung 8 im Gehäuse 1 beispielsweise mittels einer Heftschweißung an der Innenwandung des Gehäuses 1 fixiert wird. Hierdurch ergibt sich eine von der Darstellung nach Fig. 1 abweichende Fixierung der Abstandhalter 6, ohne daß jedoch von der aus Fig. 1 bekannten Anordnung der Ringdichtung 5, der Schmierstoffkammer 3 (inklusive der zugehörigen Elemente) und dem von der Druckfeder 17 belasteten Führungsring 2 abgewichen werden muß. Notwithstanding the structure of the piston accumulator of FIG. 1 2 shows the Fig. The spacer 6 in the form of a U-profile, which as a ring member after assembly of the guide ring 10 and the annular seal 8 in the housing 1, for example by a tack weld on the inner wall of the housing 1 is fixed. This results in a fixation of the spacers 6 which deviates from the illustration according to FIG. 1, but without the arrangement of the ring seal 5 , the lubricant chamber 3 (including the associated elements) known from FIG. 1 and the guide ring 2 loaded by the compression spring 17 must be deviated.
Die Fig. 3 zeigt abweichend von Fig. 1 einen Kolbenspeicher, bei dem auf die Anordnung des unteren Führungsrings 10 verzichtet wurde, so daß das Kolbenhemd auf der Höhe des Kolbenbodens 16 abschnittsweise durch die eingezogene Wandung des Gehäuses 1 geführt ist. Folglich ist das Gehäuse 1 mit einem Stufenabschnitt versehen, dessen Gehäusestufe 20 als Widerlager zur Lageorientierung der bereits aus Fig. 1 bekannten Ringdichtung 8, des Abstandhalters 6, der weiteren Ringdichtung 5, des in die Schmierstoffkammer 4 eingesetzten Abstandhalters 18 und der durch die Druckfeder 17 belasteten Führungsrings 2 beiträgt. Fig. 3 shows different from Fig. 1 a piston accumulator, has been omitted in which the arrangement of the lower guide ring 10 so that the piston skirt is partially carried out at the height of the piston head 16 by the retracted wall of the housing 1. Consequently, the housing 1 is provided with a step section, the housing step 20 of which serves as an abutment for orienting the position of the ring seal 8 already known from FIG. 1, the spacer 6 , the further ring seal 5 , the spacer 18 inserted into the lubricant chamber 4 and the one by the compression spring 17 loaded guide ring 2 contributes.
Aus der Fig. 4 geht hervor, daß bei entsprechender Ausbildung des Abstandhalters 6 dieser die Funktion einer Sensoraufnahme übernehmen kann, indem der Sensorkopf 21 form- und/oder kraftschlüssig seitlich in die Öffnung des Abstandhalters 6 eingesetzt wird, bevor dieser mit dem Sensorkopf 21 als vormontierte Einheit im Gehäuse 1 auf der Höhe der Druckausgleichsbohrung 19 ausgerichtet wird. Die korrekte Ausrichtung des Sensorkopfs 21 in Verbindung mit dem Abstandhalter 6 wird durch den die Verkabelung tragenden Sensorhals 23 begünstigt, der sich beispielhaft mit einer Clipsverbindung versehen mit der Verkabelung in Richtung einer externen Signalauswerteeinheit durch die Druckausgleichsbohrung 17 erstreckt. Zur Erfassung der Position des Kolbens 9 sind an diesem entweder an der Innen- oder Außenwand oder in der Kolbenwand beispielhaft Magnetspuren 22 angeordnet, so daß die Kolbenposition anhand der an sich bekannten elektromagnetischen Meßsensorik überwacht werden kann. From Fig. 4 it can be seen that with a corresponding design of the spacer 6 this can take over the function of a sensor holder by the sensor head 21 is inserted positively and / or non-positively laterally into the opening of the spacer 6 before this with the sensor head 21 as pre-assembled unit in the housing 1 is aligned at the level of the pressure compensation bore 19 . The correct alignment of the sensor head 21 in connection with the spacer 6 is favored by the sensor neck 23 carrying the cabling, which, for example provided with a clip connection, extends through the pressure compensation bore 17 in the direction of an external signal evaluation unit. To detect the position of the piston 9 , magnetic tracks 22 are arranged on the piston, either on the inner or outer wall or in the piston wall, so that the piston position can be monitored using the electromagnetic measuring sensors known per se.
Die Fig. 4 ergänzt die Ausführungsformen nach den Fig. 1-3 und zeigt somit im wesentlichen einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kolbenspeichers im Bereich der Sensorik. Die eingangs erwähnten Ringdichtungen 5, 8 sind in Fig. 4 vorteilhaft als Ringmanschetten ausgeführt, deren Dichtlippen am Kolbenhemd und die Manschettenschultern diametral am Abstandhalter 6 anliegen. FIG. 4 supplements the embodiments according to FIGS. 1-3 and thus essentially shows an enlarged section of the piston accumulator according to the invention in the area of the sensor system. The ring seals 5 , 8 mentioned at the outset are advantageously embodied in FIG. 4 as ring sleeves, the sealing lips of which rest against the piston skirt and the sleeve shoulders lie diametrically against the spacer 6 .
Alternativ zur Sensoranordnung nach Fig. 4 zeigt die Fig. 5 den Sensorkopf 21 in Form eins schlanken Stabs der sich in eine parallel zum Kolbenhemd gerichtete seitliche Tasche des Gehäuses 1 erstreckt. Ansonsten entspricht der Aufbau des Kolbenspeichers nach Fig. 5 wenigstens einem der voran beschriebenen Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1-3. As an alternative to the sensor arrangement according to FIG. 4, FIG. 5 shows the sensor head 21 in the form of a slim rod which extends into a side pocket of the housing 1 which is directed parallel to the piston skirt. Otherwise, the structure of the piston accumulator according to FIG. 5 corresponds to at least one of the previously described exemplary embodiments according to FIGS. 1-3.
Die Fig. 6 zeigt einen alternativen Lösungsvorschlag, der
im wesentlichen auf einer geschickten Kombination von
Merkmalen der Ausführungsformen für den Kolbenspeicher nach den
Fig. 2 und 3 beruht. Hierzu wird gemäß Fig. 6
vorgeschlagen, die Ringdichtungen 5, 8 jeweils direkt in einem
oberhalb und unterhalb der Druckausgleichsbohrung 17
angeordneten Abstandhalter 6 zu positionieren, der basierend auf
der Ausführungsform nach Fig. 2 direkt an der Innenwand des
Gehäuses 1 angeheftet ist. Dies ermöglicht eine äußerst
kompakte Anordnung vorgenannter Teile als auch eine geringere
Beanspruchung der Ringdichtungen 5, 8 infolge der baulichen
Trennung von dem federbelasteten Führungsring 2. Die Fig. 6
zeigt hierzu eine vergrößerte Detailansicht im Bereich des
beiderseits zur Druckausgleichsbohrung 17 an der Innenwand
des Kolbenspeichers angeschweißten Abstandhalter 6. Soweit
nicht auf alle weiteren Merkmale des Kolbenspeichers nach
Fig. 6 Bezug genommen wurde, entsprechen diese den bereits
erläuterten Ausführungen der Fig. 1 bis 3.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Führungsring
3 Schmierstoffdichtung
4 Schmierstoffkammer
5 Ringdichtung
6 Abstandhalter
7 Gummiband
8 Ringdichtung
9 Kolben
10 Führungsring
11 Deckel
12 Schweißnaht
13 Druckmittelanschluß
14 Kammer
15 Kammer
16 Kolbenboden
17 Druckausgleichsbohrung
18 Abstandhalter
19 Druckfeder
20 Gehäusestufe
21 Sensorkopf
22 Magnetspur
23 Sensorhals
FIG. 6 shows an alternative proposed solution, which is essentially based on a clever combination of features of the embodiments for the piston accumulator according to FIGS. 2 and 3. For this purpose, it is proposed according to FIG. 6 to position the ring seals 5 , 8 each directly in a spacer 6 arranged above and below the pressure compensation bore 17 , which is attached directly to the inner wall of the housing 1 based on the embodiment according to FIG. 2. This enables an extremely compact arrangement of the aforementioned parts and also less stress on the ring seals 5 , 8 as a result of the structural separation from the spring-loaded guide ring 2 . Fig. 6 shows for this purpose an enlarged detail view in the area of both sides welded to the pressure equalizing hole 17 on the inner wall of the piston accumulator spacer 6. Unless reference has been made to all the other features of the piston accumulator according to FIG. 6, these correspond to the explanations already explained in FIGS. 1 to 3. List of reference symbols 1 housing
2 guide ring
3 lubricant seal
4 lubricant chamber
5 ring seal
6 spacers
7 rubber band
8 ring seal
9 pistons
10 guide ring
11 lid
12 weld seam
13 Pressure medium connection
14 chamber
15 chamber
16 piston crown
17 pressure equalization hole
18 spacers
19 compression spring
20 housing level
21 sensor head
22 magnetic track
23 sensor neck
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2001-09-06 DE DE10143675A patent/DE10143675A1/en not_active Withdrawn
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