DE102007035350A1 - Förderleitung für ein Hydrauliksystem und Hydrauliksystem - Google Patents
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Abstract
Die Förderleitung für ein Hydrauliksystem insbesondere eines Kraftfahrzeugs ist zumindest über einen Teil ihrer Längserstreckung von einem formveränderlichen Körper gebildet, dessen Körperwand zumindest bereichsweise elastisch verformbar ist, so dass beim Durchströmen des formveränderlichen Körpers der Querschnitt des formveränderlichen Körpers in Abhängigkeit vom Druck des Hydraulikmediums veränderbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Förderleitung für ein Hydrauliksystem insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein Servolenksystem, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein mit einer solchen Förderleitung versehenes Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
- Es ist bekannt, dass in hydraulischen Systemen unter ungünstigen Bedingungen örtlich der hydrostatische Druck des Hydraulikmediums den Dampfdruck des Hydraulikmediums bei der vorliegenden Temperatur unterschreiten kann, was oft zu Kavitationserscheinungen oder zu zumindest zu störenden Geräuschen führt. In bestimmten Fahrsituationen, etwa dem schnellen Überführen des Lenkrades in die Lenkanschläge beim Einparken, ist das Risiko der Entstehung von Kavitation erhöht, weil sich örtlich der Druck im Hydrauliklenksystem des Fahrzeugs aufgrund der kräftemäßigen Beanspruchung der Fahrzeugräder schlagartig ändert.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine Förderleitung für ein Hydrauliksystem vorzuschlagen, bei der das Auftreten von Kavitation verhindert wird.
- Diese Aufgabe wir durch eine Förderleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Hydrauliksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
- Die Förderleitung ist zumindest über einen Teil ihrer Längserstreckung von einem formveränderlichen Körper gebildet, dessen Körperwand zumindest bereichsweise elastisch verformbar ist, so dass beim Durchströmen des formveränderlichen Körpers der Querschnitt des formveränderlichen Körpers in Abhängigkeit vom Druck des Hydraulikmediums veränderbar ist.
- Der formveränderliche Körper kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet und beispielsweise als flexibler, elastisch verformbarer Schlauchkörper ausgebildet sein.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der formveränderliche Körper von einem Außenkörper umgeben.
- Der Außenkörper kann grundsätzlich beliebig, beispielsweise als Außenschlauch ausgeführt sein.
- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlauchkörper aus einem vergleichsweise leicht expandierbarem Material hergestellt, während der Außenkörper aus gering expandierbarem oder nicht expandierbarem Material hergestellt ist. Der Außenkörper kann damit Gegenkräfte zu den auf die vom expandierenden Schlauchkörper auf die Innenseite des Außenkörpers ausgeübten Druckkräfte aufbieten und im Vergleich zum Schlauchkörper stärkere Druckkräfte aufnehmen.
- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schlauchkörper in Ruhelage, d. h. ohne Druckbeaufschlagung durch das Hydraulikmedium, zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen Ausgangsquerschnitt von flacher Form und/oder von annähernd ovaler Form auf. Die flache bzw. die ovale Form nähert sich bei der Ausdehnung des Schlauchkörper infolge zunehmender Druckbeaufschlagung durch das den Schlauchkörper strömende Hydraulikmedium einer Kreisform an. „Flach" bedeutet in diesem Text, dass der Querschnitt in einer senkrecht zur axialen Richtung des Schlauchkörpers verlaufenden Raumrichtung eine nennenswert (z. B. um den Faktor zwei) geringere Ausdehnung als in der anderen senkrecht zur axialen Richtung des Schlauchkörpers verlaufende Raumrichtung aufweist.
- Mit Vorteil kann der Schlauchkörper zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen im Wesentlichen gewellten bzw. wellenförmigen Querschnitt aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Schlauchkörper zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt auf.
- Selbstverständlich kommen für die Querschnittsform des Schlauchkörpers grundsätzlich auch irgendwelche anderen, geeigneten Formen in Frage.
- Beispielsweise ist der Schlauchkörper aus einem Material hergestellt, das Gummi umfasst. Falls der Schlauchkörper mehrschichtig ausgebildet ist, ist zumindest eine Schicht des Schlauchkörpers aus einem Material hergestellt, das Gummi umfasst.
- Beispielsweise ist der Außenschlauch aus einem Material hergestellt, das ein Elastomer umfasst. Falls der Außenschlauch mehrschichtig ausgebildet ist, ist zumindest eine Schicht des Außenschlauchs aus einem Material hergestellt, das ein Elastomer umfasst. Beispielsweise umfasst das angesprochene Elastomer chlorsulfoniertes Polyäthylen (CSM).
- Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Abschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Förderleitung, schematisch, in einem Längsschnitt; -
2 den Schlauchkörper der Anordnung von1 in Ruhelage, schematisch, im Querschnitt; -
3 den Schlauchkörper von2 in druckbeaufschlagtem, ausgedehntem Zustand; und -
4 einen Querschnitt durch einen von einem Außenschlauch umgebenden Schlauchkörper mit sternförmigem Querschnitt. -
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt entlang der Längsrichtung einer erfindungsgemäß ausgeführten Förderleitung1 . Die Förderleitung1 ist Bestandteil eines Hydrauliksystems mit einem Hydraulikvolumen als Speicher. In die Förderleitung1 ist druckdicht ein Schlauchkörper2 , erster Ausführungsvariante, (im folgenden kurz als „erster Schlauchkörper" bezeichnet) integriert, der in Ruhelage eine ovale Querschnittsform besitzt. Der erste Schlauchkörper2 ist aus einem flexiblen, elastisch verformbaren Material gebildet, erstreckt sich zwischen einer (nur teilweise dargestellten) ersten starren Förderleitungsröhre3 und einer (ebenfalls nur teilweise dargestellte) zweiten starren Förderleitungsröhre4 , und stellt eine Fluidverbindung zwischen den beiden Förderleitungsröhren3 ,4 her. Die Förderleitungsröhren3 ,4 haben jeweils einen kreisförmigen Querschnitt. - Der Schlauchkörper ist von einem Außenschlauch
5 mit kreisförmigem Querschnitt umgeben. Der zwischen dem ersten Schlauchkörper und dem Außenschlauch gebildete Spalt ist mit Luft gefüllt. - Die beiden Förderleitungsröhren
3 ,4 sind an ihren im Inneren des Außenschlauchs5 angeordneten, einander zugewandten Enden mit einem ersten Anschlussteil30 und einem zweiten Anschlussteil40 versehen. Die beiden Anschlussteile30 ,40 sind jeweils hohlzylindrische ausgebildet. Der erste Schlauchkörper2 umfasst mit seinem ersten Längsende20 den Außenumfang des ersten Anschlussteils30 dichtend. Entsprechend umfasst der erste Schlauchkörper2 mit seinem zweiten Längsende21 den Außenumfang des zweiten Anschlussteils40 dichtend. - Der erste Schlauchkörper
2 verformt sich unter dem Einfluss des hydrostatischen Drucks des den ersten Schlauchkörper2 durchströmenden Hydraulikmediums. Dabei dehnt sich der erste Schlauchkörper2 mit zunehmendem Druck von einer Ausgangsform, die der erste Schlauchkörper2 in Ruhelage einnimmt, in radialer Richtung aus und erfährt somit eine Volumenzunahme. Fällt der Druck im Hydrauliksystem wieder ab, zieht sich der erste Schlauchkörper2 zusammen und ist bestrebt, seine ursprüngliche Ausgangsform wieder einzunehmen. Beim Zusammenziehen des ersten Schlauchkörpers2 wird Hydraulikmedium aus dem ersten Schlauchkörper2 heraus in die Förderleitungsrohre3 ,4 abgegeben, wodurch dem Unterschreiten des Dampfdrucks in den Förderleitungsrohren3 ,4 begegnet wird. In einem gewissen Sinne bildet der erste Schlauchkörper2 einen Speicher für eine Ausgleichsmenge an Hydraulikmedium zum Ausgleichen von Druckschwankungen im Hydrauliksystem. - Ein flexibler, elastisch verformbarer Schlauchkörper
2 und eine funktionsgerechte Volumenanpassung des Schlauchkörpers2 kann auch bereitgestellt werden, indem ein vom so genannten neutralen Winkel abweichender Flechtwinkel für den Schlauchkörper2 gewählt wird. Der neutrale Winkel beträgt für den Flechtwinkel ca. 54,7°. Der neutrale Winkel ist durch ein Kräftegleichgewicht zwischen Axial- und Tangentialkräften gekennzeichnet, wobei der Flechtwinkel den Winkel zwischen der Längsachse des Schlauchkörpers2 und den einzelnen Fasern des Geflechts bezeichnet. Eine funktionsgerechte Volumenflexibilität des Schlauchkörpers2 ergibt sich bei einem Flechtwinkel zwischen vorzugsweise ca. 38° und 48°. Der Flechtwinkel kann beispielsweise ca. 43° betragen. - Der koaxial mit den beiden Förderleitungsrohren
3 ,4 und dem Schlauchkörper2 angeordnete Außenschlauch5 weist im Vergleich zum ersten Schlauchkörper2 eine höhere Druckbelastbarkeit und eine höhere Steifigkeit auf. Der Außenschlauch5 kann damit Gegenkräfte zu den auf die vom expandierenden Schlauchkörper auf die zylindermantelförmige Innenwandung des Außenkörpers ausgeübten radialen Druckkräfte aufbieten und im Vergleich zum Schlauchkörper2 stärkere Druckkräfte aufnehmen. -
2 zeigt den Querschnitt des ersten Schlauchkörpers2 in Ruhelage. Der Querschnitt des ersten Schlauchkörpers2 weist in Ruhelage eine ovale Form auf, die dem Schlauchkörper2 im Vergleich zu einer in Ruhelage runden Querschnittsform besonders vorteilhaftere elastische Eigenschaften verleiht, die sich beispielsweise in einer hohen Flexibilität beim Zusammenziehen des Schlauchkörpers äußern. -
3 zeigt den Querschnitt des ersten Schlauchkörpers2 in ausgedehntem Zustand. Der Querschnitt weist nun annähernd eine Kreisform auf. -
4 zeigt den Querschnitt durch einen zweiten Schlauchkörper2' , und einem diesen umgebenden Außenschlauch5 . Der zweite Schlauchkörper2' hat einen gewellten Querschnitt, der dem zweiten Schlauchkörper2' besonders vorteilhafte elastische Eigenschaften verleiht, wie etwa die Fähigkeit schon bei vergleichsweise geringen Drücken mit einer verhältnismäßig starken Ausdehnung zu reagieren. Die jeweils um den gleichen Winkel zirkulär zueinander versetzt angeordnete Längserhebungen6 erstrecken sich in radialer Richtung vom Kernteil7 nach Außen und in axialer Richtung parallel zueinander über die gesamte Längserstreckung des zweiten Schlauchkörpers2' . Das einen ringförmigen Querschnitt aufweisende Kernteil7 ist nach innen von einer zylindermantelförmigen Innenfläche begrenzt. Der zweite Schlauchkörper2' kann auch einen sternförmigen Querschnitt aufweisen. - Die in den
1 bis4 gezeigten Ausführungsvarianten des Schlauchkörpers2 bzw.2' sind sowohl zum Einsatz in Verbindung mit einem Außenschlauch, d. h. bei einer so genannten Schlauch-In-Schlauch-Variante, als auch zum Einsatz als Formschlauch ohne korrespondierenden weiteren Schlauch, z. B. Außenschlauch5 , geeignet. -
- 1
- Förderleitung
- 2
- erster Schlauchkörper
- 2'
- zweiter Schlauchkörper
- 3
- erste starre Förderleitungsröhre
- 4
- zweite starre Förderleitungsröhre
- 5
- Außenschlauch
- 6
- Längserhebungen
- 7
- Kernteil
- 20
- erstes Längsende des ersten Schlauchkörpers
- 21
- zweites Längsende des ersten Schlauchkörpers
- 30
- erstes Anschlussteil
- 40
- zweites Anschlussteil
Claims (12)
- Förderleitung für ein Hydrauliksystem insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung zumindest über einen Teil ihrer Längserstreckung von einem formveränderlichen Körper gebildet ist, dessen Körperwand zumindest bereichsweise elastisch verformbar ist, so dass beim Durchströmen des formveränderlichen Körpers der Querschnitt des formveränderlichen Körpers in Abhängigkeit vom Druck des Hydraulikmediums veränderbar ist.
- Förderleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das formveränderliche Körper als flexibler, elastisch verformbarer Schlauchkörper (
2 ,2' ) ausgebildet ist. - Förderleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der formveränderliche Körper von einem Außenkörper umgeben ist.
- Förderleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper als Außenschlauch (
5 ) ausgeführt ist. - Förderleitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (
2 ,2' ) aus einem vergleichsweise leicht expandierbarem und der Außenkörper aus einem gering expandierbarem oder nicht expandierbarem Material hergestellt ist. - Förderleitung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (
2 ) in Ruhelage zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen Ausgangsquerschnitt von flacher und/oder im Prinzip ovaler Form aufweist, die sich bei der Ausdehnung des Schlauchkörpers (2 ) infolge zunehmender Druckbeaufschlagung des Schlauchkörpers (2 ) einer Kreisform annähert. - Förderleitung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (
2' ) zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen im Wesentlichen gewellten Querschnitt aufweist. - Förderleitung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (
2' ) zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung einen annähernd sternförmigen Querschnitt aufweist. - Förderleitung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchkörper (
2 ,2' ) oder eine Schicht des Schlauchkörpers aus einem Material hergestellt ist, das Gummi umfasst. - Förderleitung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenschlauch (
5 ) oder eine Schicht des Außenschlauchs (5 ) aus einem Material hergestellt ist, das ein Elastomer umfasst. - Förderleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer CSM umfasst.
- Hydrauliksystem insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem eine Förderleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.
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