DE102014220060A1 - piston accumulators - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher mit einem einen Druckmittelanschluss aufweisenden Gehäuse (2), einem im Gehäuse (2) gleitend angeordneten Kolben (1), mit wenigstens einer zwischen dem Kolben (1) und dem Gehäuse (2) angeordneten Ringdichtung (6) zur leckagefreien Trennung von beiderseits des Kolbens (1) angeordneten Kammern (8, 9), wovon die erste Kammer (8) dem Atmosphärendruck und die zweite Kammer (9) einem Hydraulikdruck ausgesetzt ist, sowie mit einer Ringnut (6) am Kolbenmantel zur Aufnahme der Ringdichtung (7). Zur Führung des Kolbens (1) im Gehäuse (2) weist der Kolbenmantel an seinen beiden Enden einen ersten sowie einen zweiten Bund (3, 4) auf, wobei in einem Axialabstand (X1, X2) zwischen dem ersten und zweiten Bund (3, 4) zumindest ein Kolbenabsatz (5) vorgesehen ist, an den sich die Ringnut (6) zur Aufnahme der Ringdichtung (7) anschließt.The invention relates to a piston accumulator having a housing (2) having a pressure medium connection, a piston (1) arranged slidably in the housing (2), with at least one annular seal (6) arranged between the piston (1) and the housing (2) for leakage-free Separation of both sides of the piston (1) arranged chambers (8, 9), of which the first chamber (8) to the atmospheric pressure and the second chamber (9) is exposed to a hydraulic pressure, and with an annular groove (6) on the piston skirt for receiving the annular seal (7). To guide the piston (1) in the housing (2), the piston skirt has at both ends a first and a second collar (3, 4), wherein at an axial distance (X1, X2) between the first and second collar (3, 4) at least one piston shoulder (5) is provided, to which the annular groove (6) for receiving the annular seal (7) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher, insbesondere für eine schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a piston accumulator, in particular for a slip-controlled vehicle brake system according to the preamble of patent claim 1.

In der DE 10 2005 034 984 A1 ist bereits ein als Niederdruckspeicher ausgeführter Kolbenspeicher offenbart, bei dem ein Präzisionskolben zum Einsatz kommt, der mittels einer in einer Ringnut eingesetzten Ringdichtung in einem Gehäuse einer schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlage geführt ist. Die Ringdichtung sorgt für eine leckagefreie Trennung von den beiderseits des Kolbens angeordneten Kammern, wovon die erste Kammer dem Atmosphärendruck und die zweite Kammer dem über die Druckregelventile in der Fahrzeugbremsanlage abgelassenen Hydraulikdruck ausgesetzt ist. In the DE 10 2005 034 984 A1 A piston accumulator designed as a low-pressure accumulator is already disclosed in which a precision piston is used, which is guided in a housing of a slip-controlled vehicle brake system by means of a ring seal inserted in an annular groove. The ring seal ensures a leak-free separation of the arranged on both sides of the piston chambers, of which the first chamber is exposed to the atmospheric pressure and the second chamber to the discharged via the pressure control valves in the vehicle brake system hydraulic pressure.

Der vorgeschlagene Kolbenspeicher hat allerdings den Nachteil, dass dieser über die gesamte Länge des Kolbenmantels die Innenwand des Gehäuses kontaktiert, womit hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit des Kolbens gestellt werden, die nur durch einen aufwendigen Prüfprozess während der Herstellung des Kolbens eingehalten werden können. Hierfür muss aufgrund der erforderlichen hohen Anzahl von Meßebenen und Meßpunkten entlang des Kolbenmantels ein hoher Zeitaufwand einkalkuliert werden, wodurch ein entsprechend hoher Herstell- und damit Kostenaufwand entsteht. Schließlich ist auch der vollflächige Gehäusekontakt des Kolbenmantels hinsichtlich der Gleit- und Reibungsverhältnisse als nachteilig einzustufen.However, the proposed piston accumulator has the disadvantage that this contacted over the entire length of the piston skirt, the inner wall of the housing, making high demands on the dimensional stability of the piston, which can be met only by a complex test process during manufacture of the piston. For this purpose, a high amount of time must be taken into account due to the required high number of measurement levels and measuring points along the piston skirt, whereby a correspondingly high manufacturing and thus cost arises. Finally, the full-surface housing contact of the piston skirt with respect to the sliding and friction conditions is classified as disadvantageous.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen, funktionssicheren Kolbenspeicher zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, sodass mit möglichst geringem Fertigungsaufwand der Kolben reibungsarm im Gehäuse geführt werden kann.Therefore, it is the object of the present invention to provide a simple, reliable piston accumulator, which does not have the aforementioned disadvantages, so that the pistons can be guided with low friction in the housing with the lowest possible production cost.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Kolbenspeicher der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved for a piston accumulator of the type indicated by the characterizing features of claim 1.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Further features and advantages of the invention will be explained below with reference to the description of two embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 den erfindungsgemäßen Kolbenspeicher in einer zweckmäßigen ersten Ausführungsform im Längsschnitt, wozu der mit einer Ringdichtung in einer Ringnut versehene Kolben ausschließlich über jeweils einem an jedem Kolbenende ausgebildeten Bund kleinflächig im Gehäuse geführt ist, 1 the piston accumulator according to the invention in an expedient first embodiment in longitudinal section, for which the provided with a ring seal in an annular groove piston is guided over a small area formed at each end of the piston federally in the housing,

2 eine Abwandlung des in 1 abgebildeten Kolbenspeichers, dessen Kolbenmantel in Richtung der Ringnut zur weiteren Materialeinsparung als auch zur Realisierung eines möglichst großen Freiheitsgrad kegelstumpfförmig verjüngt ist. 2 a modification of the in 1 pictured piston accumulator whose piston skirt is tapered frustoconically in the direction of the annular groove for further material saving as well as for the realization of the greatest possible degree of freedom.

Beide Figuren zeigen somit in einer erheblich vergrößerten Darstellung im Längsschnitt jeweils die Symmetriehälfte eines Kolbenspeichers, der bevorzugt in einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremsanlage zum Einsatz gelangt. Der Kolbenspeicher weist jeweils ein mit einem Druckmittelanschluss 11 versehenes Gehäuse 2 auf, in dem ein Kolben 1 gleitbeweglich aufgenommen ist. Eine zwischen dem Kolben 1 und dem Gehäuse 2 angeordnete Ringdichtung 7, die in einer Ringnut 6 am Kolbenmantel eingesetzt ist, sorgt für eine leckagefreie Trennung von jeweils einer beiderseits des Kolbens 1 angeordneten Kammer 8, 9, wovon die erste Kammer 8 dem Atmosphärendruck und die zweite Kammer 9 über den Druckmittelanschluss 11 einem Hydraulikdruck ausgesetzt ist. In der Regel befindet sich innerhalb der ersten Kammer 8 eine Druckfeder 12 zur Positionierung des Kolbens 1 in der abgebildeten Grundstellung, die sich an einem die erste Kammer 8 verschließenden Deckel 13 abstützt, der lediglich zum Gasaustausch eine Belüftung der ersten Kammer 8 zulässt.Both figures thus show in a considerably enlarged representation in longitudinal section in each case the symmetry half of a piston accumulator, which is preferably used in a slip-controlled motor vehicle brake system. The piston accumulator has one each with a pressure medium connection 11 provided housing 2 in which a piston 1 is slidably received. One between the piston 1 and the housing 2 arranged ring seal 7 in an annular groove 6 is used on the piston skirt, ensures a leak-free separation of one each side of the piston 1 arranged chamber 8th . 9 of which the first chamber 8th the atmospheric pressure and the second chamber 9 via the pressure medium connection 11 is exposed to a hydraulic pressure. As a rule, it is located inside the first chamber 8th a compression spring 12 for positioning the piston 1 in the illustrated basic position, which adjoins the first chamber 8th closing lid 13 supported, the only for gas exchange ventilation of the first chamber 8th allows.

Um die erforderliche Anzahl von Meßebenen und Meßpunkten auf ein Minimum zu reduzieren, sieht die Erfindung vor, dass zur Führung und Abstützung des Kolbens 1 im Gehäuse 2 der Kolbenmantel zwischen seinen beiden Enden einen verkleinerten Durchmesser aufweist, sodass in der praktischen Ausführung lediglich über einen ersten sowie einen zweiten Bund 3, 4 der Kolben 1 die Aufnahmebohrung 14 des Gehäuses 2 reibungsarm kontaktiert, wobei in einem Axialabstand X1, X2 zwischen dem ersten und zweiten Bund 3, 4 zumindest ein Kolbenabsatz 5 vorgesehen ist, an den sich unmittelbar die Ringnut 6 zur Aufnahme der Ringdichtung 7 anschließt. In order to minimize the required number of measuring levels and measuring points, the invention provides that for guidance and support of the piston 1 in the case 2 the piston skirt between its two ends has a reduced diameter, so that in the practical embodiment only a first and a second collar 3 . 4 The piston 1 the receiving hole 14 of the housing 2 contacted with low friction, wherein at an axial distance X1, X2 between the first and second collar 3 . 4 at least one piston heel 5 is provided, directly to the annular groove 6 for receiving the ring seal 7 followed.

In der 1 ist der Kolbenabsatz 5 unmittelbar durch den stufenförmigen Übergang des gegenüber dem ersten und zweiten Bund 3, 4 im Durchmesser verkleinerten Kolbenmantels gebildet, der an die Ringnut 6 angrenzt. In the 1 is the piston heel 5 directly through the stepped transition of the opposite the first and second fret 3 . 4 formed in diameter reduced piston skirt, which is connected to the annular groove 6 borders.

In 2 weist der Kolbenabsatz 5 infolge der zwischen dem ersten Bund 3 und der Ringnut 6 vorgesehenen kegelstumpfförmigen Verjüngung des Kolbenmantels zusätzlich einen radialen Vorsprung auf, dessen Durchmesser gleichfalls gegenüber dem Bunddurchmesser verkleinert ist, sodass auch nach 2 zwischen dem Kolbenabsatz 5 und der Aufnahmebohrung 14 vorteilhaft kein Kontakt besteht. Dieser radiale Vorsprung, der mit einer am Kolbenmantel umlaufenden radialen Erhöhung gleichzusetzen ist, gewährleistet eine hinreichend große seitliche Anlagefläche des Dichtrings 7 in der Ringnut 6, um den Dichtring 7 trotz der kegelstumpfförmigen Verjüngung des Kolbenmantels auch auf der vom zweiten Bund 4 abgewandten Seite in Axialrichtung größtmöglich abstützen zu können. Somit ist nicht nur infolge der unmittelbaren seitlichen Begrenzung der Ringnut 6 durch den zweiten Bund 4 eine größtmögliche Stützfläche für den Dichtring 7 geschaffen, sondern auch durch den radialen Vorsprung des Kolbenabsatzes 5. In 2 has the piston shoulder 5 as a result of between the first fret 3 and the ring groove 6 provided frustoconical taper of the piston skirt in addition to a radial projection whose diameter is also reduced compared to the collar diameter, so even after 2 between the piston shoulder 5 and the receiving bore 14 advantageously no contact exists. This radial projection, which can be equated with a circumferential radial increase on the piston skirt, ensures a sufficiently large lateral Contact surface of the sealing ring 7 in the ring groove 6 to the sealing ring 7 despite the frusto-conical taper of the piston skirt on the second fret 4 opposite side in the axial direction as possible to support. Thus, not only due to the immediate lateral boundary of the annular groove 6 through the second fret 4 a maximum support surface for the sealing ring 7 created, but also by the radial projection of the piston shoulder 5 ,

Wie aus den 1 und 2 hervor geht, ist im Gehäuse 2 der erste Bund 3 der ersten Kammer 8 zugewandt, die zur Belüftung ausschließlich dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, während der zweite Bund 4 der im Gehäuse 2 vorgesehenen zweiten Kammer 9 zugewandt ist, die dem Hydraulikdruck ausgesetzt ist. Die Ringnut 5 grenzt unmittelbar am zweiten Bund 4 an, der dem Hydraulikdruck in der zweiten Kammer 9 ausgesetzt ist, sodass der zweite Bund 4 bis zu der die Ringdichtung 7 aufweisenden Ringnut 5 gleichzeitig unter der Ausnutzung eines Schmiereffekts mit dem Hydraulikfluid in der zweiten Kammer 9 benetzt wird. Like from the 1 and 2 comes out, is in the case 2 the first fret 3 the first chamber 8th facing, which is exposed to the ventilation only to the atmospheric pressure, while the second collar 4 in the case 2 provided second chamber 9 facing, which is exposed to the hydraulic pressure. The ring groove 5 adjacent to the second fret 4 on, the hydraulic pressure in the second chamber 9 is exposed, so the second fret 4 up to the ring seal 7 having annular groove 5 at the same time taking advantage of a lubricating effect with the hydraulic fluid in the second chamber 9 is wetted.

Gemäß der 1 weist der Kolbenmantel im Bereich zwischen dem an die Ringnut 6 angrenzenden Kolbenabsatz 5 und dem ersten Bund 3, der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, einen konstanten, jedoch gegenüber dem ersten und zweiten Bund 3, 4 deutlich verkleinerten Außendurchmesser auf, sodass zwischen dem Kolben 1 und dem Gehäuse 2 ein Ringraum 10 mit konstantem Querschnitt verbleibt, der ausschließlich dem in der ersten Kammer 8 wirksamen Atmosphärendruck ausgesetzt ist.According to the 1 has the piston skirt in the area between the at the annular groove 6 adjacent piston shoulder 5 and the first fret 3 which is exposed to the atmospheric pressure, a constant, but with respect to the first and second fret 3 . 4 significantly reduced outside diameter, so between the piston 1 and the housing 2 an annulus 10 remains with a constant cross-section, the only in the first chamber 8th is exposed to effective atmospheric pressure.

In einer weiteren Ausgestaltung des Ringraums 10 gemäß der 2 weist der Kolbenmantel im Bereich zwischen dem an die Ringnut 6 angrenzenden Kolbenabsatz 5 und dem ersten Bund 3, der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, einen in Richtung des Kolbenabsatzes 5 stetig abnehmenden Außendurchmesser auf, sodass zwischen dem Kolben 1 und dem Gehäuse 2 ein Ringraum 10 mit einem in Richtung der Ringnut 5 zunehmendem Querschnitt verbleibt. Infolge dieser in Richtung des Kolbenabsatzes 5 kegelstumpfförmig ausgebildeten Verringerung des Kolbendurchmessers lässt sich zusätzlich das Gewicht als auch der Werkstoffbedarf des Kolbens vorteilhaft reduzieren.In a further embodiment of the annular space 10 according to the 2 has the piston skirt in the area between the at the annular groove 6 adjacent piston shoulder 5 and the first fret 3 , which is exposed to the atmospheric pressure, one in the direction of the piston shoulder 5 steadily decreasing outside diameter, so between the piston 1 and the housing 2 an annulus 10 with one in the direction of the ring groove 5 increasing cross-section remains. As a result of this in the direction of the piston paragraph 5 Truncated cone-shaped reduction of the piston diameter can be additionally reduce the weight and the material requirements of the piston advantageous.

Je nach Werkstoffauswahl, d.h. Metall oder Kunststoff, lässt sich der Kolben 1 in Verbindung mit dem ersten und zweiten Bund 3, 4 und der Ringnut 6 in einem Arbeitsgang durch Schmieden, Pressen oder Spritzgießen herstellen. In der Regel besteht der Kolben 1 aus einem Kunststoff, sodass bevorzugt zur Kolbenherstellung ein Spritzgußverfahren zum Einsatz gelangt.Depending on the choice of material, ie metal or plastic, the piston can be 1 in conjunction with the first and second fret 3 . 4 and the ring groove 6 in one operation by forging, pressing or injection molding. As a rule, there is the piston 1 from a plastic, so preferably an injection molding process is used for piston production.

Zusammenfassend lässt sich somit festhalten, dass bei gleichzeitiger Material-, Gewichts- und Reibungsreduzierung durch die vorgeschlagene Erfindung ein nennenswerter Beitrag zur Verringerung des Prüfaufwandes während der Kolbenfertigung auf wenige Meßstellen im Bereich des hinteren und vorderen Bunds 3, 4 erzielt wird.In summary, it can thus be stated that, with simultaneous material, weight and friction reduction by the proposed invention, a significant contribution to reducing the testing effort during piston production to a few measuring points in the region of the rear and front collar 3 . 4 is achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kolben piston
22
Gehäuse casing
33
Bund Federation
44
Bund Federation
55
Kolbenabsatz piston paragraph
66
Ringnut ring groove
77
Ringdichtung ring seal
88th
Kammer chamber
99
Kammer chamber
1010
Ringraum annulus
1111
Druckmittelanschluss Pressure medium connection
1212
Druckfeder compression spring
1313
Deckel cover
1414
Aufnahmebohrung location hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005034984 A1 [0002] DE 102005034984 A1 [0002]

Claims (8)

Kolbenspeicher, insbesondere für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem einen Druckmittelanschluss aufweisenden Gehäuse, einem im Gehäuse gleitend angeordneten Kolben, mit wenigstens einer zwischen dem Kolben und dem Gehäuse angeordneten Ringdichtung zur leckagefreien Trennung von beiderseits des Kolbens angeordneten Kammern, wovon die erste Kammer dem Atmosphärendruck und die zweite Kammer einem Hydraulikdruck ausgesetzt ist, sowie mit einer Ringnut am Kolbenmantel zur Aufnahme der Ringdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem an den beiden Enden des Kolbens (1) vorgesehenen Kolbendurchmesser der Kolbenmantel zwischen den beiden Enden des Kolbens (1) einen verkleinerten Durchmesser aufweist, wobei die Enden des Kolbens (1) vorzugsweise zu einem ersten und zweiten Bund (3, 4) ausgestaltet sind, und dass in einem Axialabstand (X1, X2) zwischen den beiden Enden des Kolbens (1) zumindest ein Kolbenabsatz (5) vorgesehen ist, an den sich die Ringnut (6) zur Aufnahme der Ringdichtung (7) anschließt.Piston accumulator, in particular for a slip-controlled motor vehicle brake system, having a housing having a pressure medium connection, a piston arranged in the housing sliding, with at least one arranged between the piston and the housing ring seal for leak-free separation of both sides of the piston chambers, of which the first chamber to the atmospheric pressure and the second chamber is exposed to a hydraulic pressure, and with an annular groove on the piston skirt for receiving the annular seal, characterized in that opposite to the at both ends of the piston ( 1 ) provided piston diameter of the piston skirt between the two ends of the piston ( 1 ) has a reduced diameter, wherein the ends of the piston ( 1 ) preferably to a first and second collar ( 3 . 4 ) and that at an axial distance (X1, X2) between the two ends of the piston ( 1 ) at least one piston shoulder ( 5 ) is provided, to which the annular groove ( 6 ) for receiving the ring seal ( 7 ). Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) der erste Bund (3) der ersten Kammer (8) zugewandt ist, die dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Piston accumulator according to claim 1, characterized in that in the housing ( 2 ) the first covenant ( 3 ) of the first chamber ( 8th ), which is exposed to the atmospheric pressure. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) der zweite Bund (4) der zweiten Kammer (9) zugewandt ist, die dem Hydraulikdruck ausgesetzt ist.Piston accumulator according to claim 1, characterized in that in the housing ( 2 ) the second covenant ( 4 ) of the second chamber ( 9 ) facing the hydraulic pressure. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenmantel im Bereich zwischen dem an die Ringnut (6) angrenzenden Kolbenabsatz (5) und dem ersten Bund (3), der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, einen konstanten Außendurchmesser aufweist, sodass zwischen dem Kolben (1) und dem Gehäuse (2) ein Ringraum (10) mit konstantem Querschnitt verbleibt.Piston accumulator according to claim 1, characterized in that the piston skirt in the region between the at the annular groove ( 6 ) adjacent piston shoulder ( 5 ) and the first covenant ( 3 ), which is exposed to the atmospheric pressure, has a constant outer diameter, so that between the piston ( 1 ) and the housing ( 2 ) an annulus ( 10 ) remains with a constant cross section. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenmantel im Bereich zwischen dem an die Ringnut (6) angrenzenden Kolbenabsatz (5) und dem ersten Bund (3), der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, einen in Richtung des Kolbenabsatzes (5) stetig abnehmenden Außendurchmesser aufweist, sodass zwischen dem Kolben (1) und dem Gehäuse (2) ein Ringraum (10) mit in Richtung der Ringnut (5) zunehmendem Querschnitt verbleibt.Piston accumulator according to claim 1, characterized in that the piston skirt in the region between the at the annular groove ( 6 ) adjacent piston shoulder ( 5 ) and the first covenant ( 3 ), which is exposed to the atmospheric pressure, one in the direction of the piston shoulder ( 5 ) has a continuously decreasing outer diameter, so that between the piston ( 1 ) and the housing ( 2 ) an annulus ( 10 ) with in the direction of the annular groove ( 5 ) remains increasing cross-section. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (5) unmittelbar am zweiten Bund (4) angrenzt, der dem Hydraulikdruck in der zweiten Kammer (9) ausgesetzt ist.Piston accumulator according to claim 1, characterized in that the annular groove ( 5 ) directly on the second fret ( 4 ) adjacent to the hydraulic pressure in the second chamber ( 9 ) is exposed. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenmantel in Verbindung mit dem ersten und zweiten Bund (3, 4) und der Ringnut (5) in einem Arbeitsgang durch Schmieden, Pressen oder Spritzgießen hergestellt ist. Piston accumulator according to claim 1, characterized in that the piston skirt in conjunction with the first and second collar ( 3 . 4 ) and the annular groove ( 5 ) is produced in one operation by forging, pressing or injection molding. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus Kunststoff besteht, der durch ein Spritzgußverfahren hergestellt ist.Piston accumulator according to claim 1, characterized in that the piston ( 1 ) made of plastic, which is produced by an injection molding process.
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