DE102013205264A1

DE102013205264A1 - Hydropneumatischer Speicher

Info

Publication number: DE102013205264A1
Application number: DE102013205264.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan-Georg Backhaus; Stephan Berneke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-02
Also published as: EP2978978A1; CN105051377A; CN105051377B; WO2014154455A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Speicher mit einem Speichergehäuse, dessen Innenraum durch einen verschiebbaren Kolben oder eine flexible Membran in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsraum und einen mit einem unter einem Druck stehenden Gas gefüllten Gasraum besteht. Die Außenwand des Speichergehäuses ist ganz oder teilweise von einer körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schicht oder einem körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schichtensystem umhüllt oder enthält eine körperschalldämpfende und/oder luftschalldämmende Schicht und/oder ein körperschalldämpfendes und/oder luftschalldämmendes Schichtensystem.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Speicher mit einem Speichergehäuse, dessen Innenraum durch einen verschiebbaren Kolben oder eine flexible Membran in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsraum und einen mit einem unter einem Druck stehenden Gas gefüllten Gasraum besteht. Im Betrieb herrscht natürlich sowohl im Flüssigkeitsraum als auch im Gasraum Druck.
Aufgrund innerer Anregung durch hydraulische Pulsation im Betrieb des hydropneumatischen Speichers kann es zu Schallabstrahlungen kommen, die einen Luftschallpegel erreichen können, der störend ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen hydropneumatischen Speicher der eingangs genannten Art zu schaffen, der derartige Schallabstrahlungen vermeidet oder zumindest wesentlich reduziert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Außenwand des Speichergehäuses ganz oder teilweise von einer körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schicht oder einem körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schichtensystem umhüllt ist oder eine körperschalldämpfende und/oder luftschalldämmende Schicht und/oder ein körperschalldämpfendes und/oder luftschalldämmendes Schichtensystem enthält.
Der von dem hydropneumatischen Speicher emittierte Luftschall wird durch die luftschalldämmenden Schichten zurückgehalten und durch die körperschalldämpfenden Schichten gedämpft, so dass die abgestrahlte Schalleistung sich verringert.
Bei umhüllender Anordnung der luftschalldämmenden und/oder körperschalldämpfenden Schichten können diese gleichzeitig als Schutz gegen mechanische Beaufschlagungen wie z.B. gegen Steinschlag bei Fahrzeugen und gegen Umwelteinflüsse dienen.
Die körperschalldämpfende Schicht kann formschlüssig oder stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden sein.
Die luftschalldämmende Schicht kann mittels einer weichelastischen Schicht auf die Außenwand des Speichergehäuses aufgebracht sein, wobei in Doppelfunktion die weichelastische Schicht die körperschalldämpfende Schicht sein kann.
Die luftschalldämmende Schicht kann das Speichergehäuse mit Abstand umschließen und dabei selbsttragend sein.
Es ist aber auch möglich, dass die luftschalldämmende Schicht von dem Speichergehäuse durch eine Körperschall entkoppelnde Entkopplungsschicht entkoppelt das Speichergehäuse umhüllt, wobei zur guten und einfachen Verbindung die Entkopplungsschicht eine weichelastische Entkopplungsschicht sein kann, die stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und/oder mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist.
Weitere vorteilhafte Möglichkeiten bestehen darin, dass die Entkopplungsschicht eine weichelastische Entkopplungsschicht ist, die stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und formschlüssig mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist oder dass die Entkopplungsschicht eine weichelastische Entkopplungsschicht ist, die stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und reibschlüssig mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist oder dass die Entkopplungsschicht eine weichelastische Entkopplungsschicht ist, die formschlüssig die Außenwand des Speichergehäuses umhüllt und von der luftschalldämmenden Schicht formschlüssig umhüllt ist.
Grundsätzlich sind hinsichtlich der Verbindung zwischen der weichelastischen Entkoppelungsschicht und dem Speichergehäuse einerseits sowie hinsichtlich der Verbindung zwischen der weichelastischen Entkoppelungsschicht und der luftschalldämmenden Schicht andererseits alle Kombinationen von Stoffschluss, Formschluss, Reibschluss und Kraftschluss möglich, also stoffschlüssig/stoffschlüssig, stoffschlüssig/formschlüssig, formschlüssig/stoffschlüssig, stoffschlüssig/reibschlüssig, reibschlüssig/stoffschlüssig, formschlüssig/reibschlüssig und so weiter. Bevorzugte Kombinationen sind oben und in den Patentansprüchen angegeben.
Besteht die Außenwand des Speichergehäuses aus mehreren Schichten, von denen eine mittlere Schicht eine körperschalldämpfende und/oder luftschalldämmende Schicht und/oder Schichtensystem ist, so bildet die äußere Schicht gleichzeitig einen Schutz gegen mechanische Beaufschlagungen wie z.B. gegen Steinschlag bei Fahrzeugen und gegen Umwelteinflüsse.
Zu einer gewichtsparenden Ausbildung führt es, wenn dabei das Speichergehäuse eine Gehäusewand in Leichtbauverbundweise aufweist.
Die körperschalldämpfende Schicht oder das körperschalldämpfende Schichtensystem kann eine Bitumenpappeschicht oder eine Kunststoffschwerfolie oder eine Butyl-Dämpfungsmasse-Schicht oder eine Polyurethanschicht oder eine Bitumenschwerfolie aufweisen.
Die luftschalldämmende Schicht oder das luftschalldämmende Schichtsystem weist vorteilhafterweise eine Polyurethan-Weichschaumschicht und/oder eine Kunststoffschwerfolie auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines hydropneumatischen Speichers im Längsschnitt,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines hydropneumatischen Speichers im Längsschnitt und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines hydropneumatischen Speichers im Längsschnitt.
Die in den Figuren dargestellten hydropneumatischen Speicher besitzen ein Speichergehäuse 1, 1’, 1’’, das einem rohrförmigen Speicherkörper 2 sowie ein erstes Verschlussteil 3 und ein zweites Verschlussteil 4 aufweist, wobei der Speicherkörper 2 seinem einen Ende von dem ersten Verschlussteil 3 und an seinem anderen Ende von dem zweiten Verschlussteil 4 verschlossen ist.
Die Verschlussteile 3 und 4 weisen Rohrendstücke 5 und 6 auf, deren Innenwand eine Stufe 7 und 8 mit einem Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des Speicherkörpers 2 entspricht und in den jeweils ein Ende des Speicherkörpers 2 abgedichtet fest eingesetzt ist. Die Verschlussteile 3 und 4 übergreifen also teilweise den rohrartigen Speicherkörper 2.
An dem Verschlussteil 4 ist koaxial zum Speichergehäuse 1, 1’, 1’’ ein Gasanschluss 9 und an dem Verschlussteil 3 koaxial zum Speichergehäuse 1, 1’, 1’’ ein Hydraulikanschluss 10 angeordnet.
In dem Speicherkörper 2 ist ein topfartiger Kolben 11 verschiebbar angeordnet, der mit seiner radial umlaufenden Mantelfläche an der Innenwand des Speicherkörpers 2 dicht in Anlage ist und den Innenraum des Speichergehäuses 1, 1’, 1’’ in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsraum 12 und einen mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Gasraum 13 unterteilt. Die Topföffnung 14 des Kolbens 11 ist zum Gasraum 13 gerichtet.
In 1 ist der Speicherkörper 2 im Bereich zwischen den Rohrendstücken 5 und 6 von einer körperschalldämpfenden Schicht 15 umschlossen, die dadurch im Bereich des Speicherkörpers 2 formschlüssig mit der Außenwand 16 des Speichergehäuses 1 verbunden ist. Der Formschluss besteht in Achsrichtung des Speichergehäuses dadurch, dass Schicht 15 an den Verschlussteilen 3 und 4 anstößt und senkrecht zur Achsrichtung dadurch, dass die Schicht das Speichergehäuse umgibt.
In 2 ist der Speicherkörper 2 im Bereich zwischen den Rohrendstücken 5 und 6 von einer weichelastischen Entkoppelungsschicht 17 umschlossen, die eine Abstandshalterschicht für eine luftschalldämmende Schicht 18 bildet, die die weichelastische Entkoppelungsschicht 17 umschließt.
In 3 ist der Speicherkörper im Bereich zwischen den Rohrendstücken 5 und 6 von einer körperschalldämpfenden Schicht 15 umschlossen, die von einer eine Abstandshalterschicht bildenden weichelastischen Entkoppelungsschicht 17 umschlossen ist. Die weichelastische Entkoppelungsschicht ist wiederum von einer luftschalldämmenden Schicht 18 umschlossen.
Die körperschalldämpfenden Schichten 15 können Kunststoffdämpfungsfolien und die luftschalldämmenden Schichten 18 Schwerfolien sein.
Durch ein an dem Hydraulikanschluss 10 angeschlossenes Hydrauliksystem kann es zu einer inneren Anregung durch hydraulische Pulsation und damit zu Schallabstrahlungen des hydropneumatischen Speichers kommen. Dieser von dem hydropneumatischen Speicher emittierte Luftschall wird durch die luftschalldämmenden Schichten zurückgehalten und durch die körperschalldämpfenden Schichten gedämpft, so dass die abgestrahlte Schalleistung sich verringert.
Die schalldämpfenden Schichten können sich außer im Bereich des Speicherkörpers 2 auch im Bereich der Verschlussteile 3 und 4 an der Außenwand des Speichergehäuses befinden.
Die Erfindung ist insbesondere auch in sogenannten Hybridfahrzeugen, zum Beispiel in einem Personenkraftwagen, mit einem Verbrennungsmotor und einem hydraulischen Antriebsstrang inklusive einer Hydropumpe, eines hydropneumatischen Speichers und mindestens eines Hydromotors zwischen dem Verbrennungsmotor und einer Achse einsetzbar.

Claims

Hydropneumatischer Speicher mit einem Speichergehäuse (1, 1’, 1’’), dessen Innenraum durch einen verschiebbaren Kolben (11) oder eine flexible Membran in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsraum (12) und einen mit einem unter einem Druck stehenden Gas gefüllten Gasraum (13) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (16) des Speichergehäuses (1, 1’, 1’’) ganz oder teilweise von einer körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schicht (15, 18) oder einem körperschalldämpfenden und/oder luftschalldämmenden Schichtensystem (15, 17, 18) umhüllt ist oder eine körperschalldämpfende und/oder luftschalldämmende Schicht und/oder ein körperschalldämpfendes und/oder luftschalldämmendes Schichtensystem enthält.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die körperschalldämpfende Schicht (15) formschlüssig, stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Außenwand (16) des Speichergehäuses (1) verbunden ist.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die luftschalldämmende Schicht das Speichergehäuse mit Abstand umschließt.
Hydropneumatischer Speicher nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die luftschalldämmende Schicht (18) über einer weichelastischen Entkoppelungsschicht (17) auf die Außenwand (16) des Speichergehäuses (1’) aufgebracht ist.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Entkoppelungsschicht (17) die körperschalldämpfende Schicht ist.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weichelastische Entkopplungsschicht stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und/oder mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Entkopplungsschicht stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und formschlüssig mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist.
Hydropneumatischer Speicher nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Entkopplungsschicht stoffschlüssig mit der luftschalldämmenden Schicht und reibschlüssig mit der Außenwand des Speichergehäuses verbunden ist.
Hydropneumatischer Speicher nach einem der Patentansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschicht eine weichelastische Entkopplungsschicht ist, die formschlüssig die Außenwand des Speichergehäuses umhüllt und von der luftschalldämmenden Schicht formschlüssig umhüllt ist.
Hydropneumatischer Speicher nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand des Speichergehäuses aus mehreren Schichten besteht, von denen eine mittlere Schicht eine körperschalldämpfende und/oder weichelastische/entkoppelnde Schicht und /oder eine luftschalldämmende Schicht und/oder Schichtensystem ist.
Hydropneumatischer Speicher nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse eine Gehäusewand in Leichtbauverbundweise aufweist.
Hydropneumatischer Speicher nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die körperschalldämpfende Schicht (15) oder das körperschalldämpfende Schichtensystem eine Bitumenpappeschicht oder eine Kunststoffschwerfolie oder eine Butyl-Dämpfungsmasse-Schicht oder eine Polyurethanschicht oder eine Bitumenschwerfolie aufweist.
Hydropneumatischer Speicher nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die luftschalldämmende Schicht (18) oder das luftschalldämmende Schichtsystem eine Polyurethan-Weichschaumschicht und eine Schwerfolie aufweist.