DE10305001B9 - Metal bellows accumulator for hydraulic systems - Google Patents

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Abstract

Metallbalgdruckspeicher (1) für hydraulische Systeme, wie Bremssysteme in Kraftfahrzeugen und dergleichen, mit einem Druckbehälter (2), mit zwei Kammern, einer Kammer (15) für ein Druckgas und einer Kammer (14) für ein hydraulisches Fluid, wobei die Kammern (14, 15) durch einen Metallbalg (3) und einen daran angebrachten Boden (6) voneinander getrennt sind und der Druckbehälter (2) mit einer Befüllöffnung (13) für das Druckgas und mit einem Durchlaß (9) für das Fluid versehen ist, und ein Sensorstange (7) aufweist, die mit einer im Druckbehälter (2) vorhandenen konzentrisch zur Sensorstange (7) ausgerichteten elektrischen Spule (10) zusammenwirkt und ein die Stellung des Metallbalgbodens (6) anzeigendes Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (10) im Druckbehälter (2) integriert ist und die Sensorstange (7) zentral und achsgleich mit dem Metallbalg (3) am Metallbalgboden (6) angebracht ist.Metal bellows accumulator (1) for hydraulic systems, such as braking systems in motor vehicles and the like, comprising a pressure vessel (2), two chambers, a chamber (15) for a compressed gas and a chamber (14) for a hydraulic fluid, the chambers (14 , 15) are separated from each other by a metal bellows (3) and a bottom (6) attached thereto, and the pressure vessel (2) is provided with a filling opening (13) for the pressurized gas and with a passage (9) for the fluid, and Sensor rod (7) which cooperates with an in the pressure vessel (2) concentric with the sensor rod (7) aligned electrical coil (10) and generates a position of the Metallbalgbodens (6) indicative signal, characterized in that the coil (10) in the pressure vessel (2) is integrated and the sensor rod (7) is mounted centrally and coaxially with the metal bellows (3) on the metal bellows bottom (6).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung befaßt sich mit einem Metallbalgdruckspeicher für hydraulische Systeme, wie Bremssysteme in Kraftfahrzeugen und dergleichen, mit einem Druckbehälter mit zwei Kammern. Einer Kammer für ein Druckgas und einer Kammer für ein hydraulisches Fluid, wobei die Kammern durch einen Metallbalg und einen daran angebrachten Boden voneinander getrennt sind und der Druckbehälter mit einer Befüllöffnung für das Druckgas und mit einem Durchlaß für das Fluid versehen ist und eine Sensorstange aufweist, die mit einer im Druckbehälter vorhandenen konzentrisch zu Sensorstange ausgerichteten elektrischen Spule zusammenwirkt und ein die Stellung des Metallbalgbodens aufzeigendes Signal erzeugt.The invention relates to a metal bellows accumulator for hydraulic systems, such as brake systems in motor vehicles and the like, with a pressure vessel with two chambers. A chamber for a compressed gas and a chamber for a hydraulic fluid, wherein the chambers are separated by a metal bellows and a bottom attached thereto and the pressure vessel is provided with a filling opening for the compressed gas and with a passage for the fluid and has a sensor rod, which cooperates with an existing in the pressure vessel concentric to the sensor rod-oriented electrical coil and generates a position of the Metallbalgbodens aufzeigendes signal.

Metallbalgdruckspeicher werden dann eingesetzt, wenn eine Gasdiffusion zwischen den Kammern des Druckbehälters verhindert werden soll. Die als Druckspeicher häufig verwendeten Membranspeicher haben eine elastische Membran, welche das Eindiffundieren von Gasen in die Hydraulikflüssigkeit nicht völlig verhindert. Die im Fluid sich bildenden Gasblasen können das Bremssystem erheblich beeinflussen.Metallbalgdruckspeicher be used when a gas diffusion between the chambers of the pressure vessel to be prevented. The diaphragm accumulators frequently used as pressure accumulators have an elastic membrane which does not completely prevent the diffusion of gases into the hydraulic fluid. The gas bubbles forming in the fluid can considerably influence the brake system.

Die Metallbalgdruckspeicher verhindern zwar eine Gasdiffusion, jedoch hat der Metallbalg eine eingeschränkte Elastizität bzw. Festigkeit. Der Metallbalg kann nur Druckdifferenzen von wenigen Bar ertragen und muß vor Überbelastungen geschützt werden. Es werden deshalb Maßnahmen vorgesehen, welche dem Druckausgleich dienen. Insbesondere ist zu verhindern, dass der Metallbalg durch eine vollständige Entleerung der Fluidkammer durch den Gasinnendruck zerstört wird. Üblicherweise werden hier Ventile eingesetzt, die ab einer bestimmten Lage des Metallbalgs innerhalb des Druckspeichers den Durchfluß für das hydraulische Fluid absperren und ein weiteres Ausströmen des Fluids verhindern.Although the metal bellows accumulators prevent gas diffusion, but the metal bellows has a limited elasticity or strength. The metal bellows can only withstand pressure differences of a few bar and must be protected against overloads. Therefore, measures are provided which serve to equalize the pressure. In particular, it must be prevented that the metal bellows is destroyed by a complete emptying of the fluid chamber by the internal gas pressure. Usually, valves are used here, which shut off the flow for the hydraulic fluid from a certain position of the metal bellows within the pressure accumulator and prevent further outflow of the fluid.

Stand der TechnikState of the art

Durch die WO 97/46 823 A1 ist ein Metallbalgdruckspeicher bekannt geworden, bei dem ein Ventil vorgesehen ist, bei dem die Endplatte bei Erreichen einer gewünschten Endstellung den Ventilstößel in die Sperrstellung des Ventils verschiebt, so dass der Ausstrom von Hydraulikfluid aus dem Ölraum unterbunden wird. Bei einem geschlossenen Ventil bleibt somit, selbst wenn das angeschlossene Hydrauliksystem drucklos werden sollte, im Ölraum des Speichers ein Druck aufrecht erhalten, der dem im Gasraum momentan herrschenden Gasdruck entspricht. Bei dieser Konstruktion bleibt jedoch die Gefahr der Beschädigung des Metallbalgs dann bestehen, wenn auf der Ölseite ein Überdruck herrscht oder der Gasdruck auf der Gasseite wegbleibt. In diesem Fall bewegt sich die Endplatte des Metallbalgs bis zum mechanischen Anschlag am Speichergehäuse. Hier kann eine Zerstörung des Metallbalgs eintreten.By the WO 97/46 823 A1 a metal bellows accumulator has become known in which a valve is provided in which the end plate shifts the valve stem in the blocking position of the valve upon reaching a desired end position, so that the outflow of hydraulic fluid from the oil chamber is suppressed. In the case of a closed valve, therefore, even if the connected hydraulic system should be depressurized, a pressure remains in the oil space of the accumulator which corresponds to the gas pressure currently prevailing in the gas space. In this construction, however, the risk of damaging the metal bellows remains when there is an overpressure on the oil side or the gas pressure on the gas side remains. In this case, the end plate of the metal bellows moves to the mechanical stop on the storage housing. This can cause a destruction of the metal bellows.

Durch die DE 100 18 189 A1 ist ein Druckmittelspeicher bekannt geworden, bei dem eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Bewegung des Medientrennungselement vorgesehen ist. Ein Sensorstift, der mit einer Spule zusammenwirkt, zeigt die Bewegung des Metallbalgs an. Die Sensoreinrichtung ist eine eigene Baugruppe, die in eine im Deckel des Speichers vorgesehene Öffnung einsetzbar ist. Solch ein Druckmittelspeicher ist aufwendig und nicht in allen Fällen einsetzbar.By the DE 100 18 189 A1 a pressure fluid accumulator has become known, in which a sensor device is provided for detecting the movement of the media separation element. A sensor pin that cooperates with a coil indicates the movement of the metal bellows. The sensor device is a separate module which can be inserted into an opening provided in the cover of the memory. Such a pressure fluid store is expensive and not usable in all cases.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Metallbalgdruckspeicher herzustellen, welcher die Nachteile der bisher bekannten Metallbalgdruckspeicher vermeidet. Der Metallbalgdruckspeicher soll darüber hinaus kostengünstig herzustellen sein und eine lange Lebensdauer haben.The invention has for its object to produce a metal bellows accumulator, which avoids the disadvantages of the previously known Metallbalgdruckspeicher. The metal bellows accumulator should also be inexpensive to manufacture and have a long life.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens dar.The solution of the problem is achieved with the features of claim 1. The dependent claims represent advantageous developments of the inventive concept.

Gemäß der Erfindung wird die elektrischen Spule im Druckbehälter integriert und die Sensorstange zentral und achsgleich mit dem Metallbalg am Metallbalgboden angebracht. Durch das Zusammenwirken von Sensorstange und Spule wird ein die Stellung des Metallbalgbodens anzeigendes Signal erzeugt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Lage des Metallbalgbodens im Druckspeicher jederzeit nach außen sichtbar ist. Sobald der Metallbalg eine Lage einnimmt, die unerwünscht ist, kann durch eine entsprechende Druckveränderung im Gasraum oder auch im Fluidraum Abhilfe geschaffen werden. Elektrische Leitungen, die in den Druckbehälter führen, sind nicht vorhanden. Die Messung ist berührungslos.According to the invention, the electric coil is integrated in the pressure vessel and the sensor rod mounted centrally and coaxially with the metal bellows on Metallbalgboden. The interaction of the sensor rod and the coil produces a signal indicating the position of the metal bellows bottom. By this measure it is achieved that the position of the metal bellows bottom is visible in the pressure accumulator at any time to the outside. Once the metal bellows occupies a position that is undesirable, can be created by a corresponding pressure change in the gas space or in the fluid space remedy. Electrical lines leading into the pressure vessel are not available. The measurement is contactless.

Eine konstruktiv günstige Lösung sieht vor, dass die Sensorstange in einen im Gehäuseboden vorhandenen Durchlaß für das hydraulische Fluid eintaucht und die elektrische Spule den Durchlaß umgibt. Dabei kann die Sensorstange kegelförmig ausgebildet sein, so dass mit zunehmender Eintauchtiefe der Sensorstange in den Durchlaß der Abfluß der Hydraulikflüssigkeit vermindert wird. Gegebenenfalls kann die Sensorstange so ausgebildet sein, dass sie bei einer vorgegebenen Eintauchtiefe ventilartig die Austrittsöffnung des Fluids verschließt. Möglich ist aber auch eine Lösung, bei der die Sensorstange mit einem Dichtring versehen ist, welcher die Austrittsöffnung bzw. den Durchlaß bei einer vorgegebenen Stellung des Metallbalgs verschließt.A structurally favorable solution provides that the sensor rod is immersed in a passage in the housing bottom for the hydraulic fluid and the electrical coil surrounds the passage. In this case, the sensor rod may be conical, so that with increasing immersion depth of the sensor rod in the passage of the drainage of the hydraulic fluid is reduced. Optionally, the sensor rod may be formed so that it closes the outlet opening of the fluid in a valve-like manner at a predetermined immersion depth. But it is also possible a solution in which the sensor rod is provided with a sealing ring which closes the outlet opening and the passage at a predetermined position of the metal bellows.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehen näher erläutert.Reference to the embodiments illustrated in the drawings, the invention will be explained closer.

Es zeigt:It shows:

1 im Längsschnitt einen Metallbalgdruckspeicher mit einer in den Durchlaß des Fluids eintauchenden Sensorstange und einer den Durchlaß umgebenden elektrischen Spule und 1 in a longitudinal section of a metal bellows pressure accumulator with a dipping into the passage of the fluid sensor rod and an electrical coil surrounding the passage and

2 einen Längsschnitt durch einen Metallbalgdruckspeicher, bei dem der Durchlaß für das Fluid innerhalb des Metallbalgs angeordnet ist. 2 a longitudinal section through a metal bellows pressure accumulator, wherein the passage for the fluid is disposed within the metal bellows.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

Der in der 1 im Längsschnitt dargestellte Metallbalgdruckspeicher 1 besteht im Wesentlichen aus einem den Druckbehälter 2 bildenden Gehäuse und dem im Druckbehälter 2 untergebrachten Metallbalg 3. Der Druckbehälter 2 ist durch den Deckel 4 abgeschlossen, an dem der Metallbalg 3 mit seinem einen Ende 5 befestigt ist. Der Metallbalg 3 ist mit dem Boden 6 versehen, an dem die Sensorstange 7 angebracht ist. Der Druckbehälter 2 ist in seinem auf der Zeichnung gesehen oberen Teil mit dem Anschlußstutzen 8 versehen, in dem der Durchlaß 9 für das Fluid vorhanden ist. Am Anschlußstutzen 8 ist außerdem die elektrische Spule 10 angebracht, welche mit der Sensorstange 7 zusammenwirkt und auf diese Weise die Stellung des Metallbalgbodens 6 über ein entsprechendes Signal anzeigt. Die Leitung 11 führt von der Spule 10 zu einem entsprechenden Anzeigegerät.The Indian 1 shown in longitudinal section Metallbalgdruckspeicher 1 consists essentially of a pressure vessel 2 forming housing and in the pressure vessel 2 housed metal bellows 3 , The pressure vessel 2 is through the lid 4 completed, at which the metal bellows 3 with its one end 5 is attached. The metal bellows 3 is with the ground 6 provided on which the sensor rod 7 is appropriate. The pressure vessel 2 is in its upper part seen on the drawing with the connecting piece 8th provided in which the passage 9 is present for the fluid. At the connection piece 8th is also the electric coil 10 attached, which with the sensor rod 7 interacts and in this way the position of the metal bellows 6 indicates via a corresponding signal. The administration 11 leads from the coil 10 to a corresponding display device.

Die Befüllung des Metallbalgs 3 mit Druckgas erfolgt über die mit einer Schraube 12 verschlossene Befüllöffnung 13 im Behälterdeckel 4. Das Hydraulikfluid wird durch den Durchlaß 9 in den Druckbehälter 2 geleitet. Die im Druckbehälter 2 vorhandenen Kammern, für das Fluid Kammer 14 und für das Gas Kammer 15, sind durch den Metallbalgboden 6 und den Metallbalg 3 voneinander getrennt. Die elektrische Spule 10 ist konzentrisch zur Sensorstange 7 ausgerichtet. Die Sensorstange 7 ihrerseits ist zentral und achsgleich mit dem Metallbalg 3 am Metallbalgboden 6 angebracht. Die Sensorstange 7 taucht in den Durchlaß 9 im Stutzen 8 ein und die Spule 10 ergibt ein je nach Eintauchtiefe ein entsprechendes Signal ab. Die Sensorstange 7 selbst ist leicht kegelförmig ausgebildet und bewirkt dadurch je nach Stellung der Sensorstange 7 in der Durchlaßöffnung 16 eine Veränderung der Durchschußmenge des Fluids. Der Kegel 17 an der Sensorstange kann so ausgebildet sein, dass bei einer entsprechenden Eintauchtiefe die Durchlaßöffnung 16 verschlossen wird.The filling of the metal bellows 3 with pressurized gas via the with a screw 12 closed filling opening 13 in the container lid 4 , The hydraulic fluid passes through the passage 9 in the pressure vessel 2 directed. The in the pressure vessel 2 existing chambers, for the fluid chamber 14 and for the gas chamber 15 , are through the metal bellows floor 6 and the metal bellows 3 separated from each other. The electric coil 10 is concentric with the sensor rod 7 aligned. The sensor rod 7 in turn is central and co-axial with the metal bellows 3 on the metal bellows floor 6 appropriate. The sensor rod 7 dives into the passage 9 in the neck 8th one and the coil 10 Depending on the depth of immersion, a corresponding signal is output. The sensor rod 7 itself is slightly conical and thereby causes depending on the position of the sensor rod 7 in the passage opening 16 a change in the throughput of the fluid. The cone 17 on the sensor rod may be formed so that at a corresponding immersion depth, the passage opening 16 is closed.

Die 2 zeigt eine Ausführungsform des Metallbalgdruckspeichers 1, bei der der Stutzen 8 mit dem Durchlaß 9 für das Fluid im Inneren des Metallbalgs 3 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise des Druckspeichers 1. Die Einlaßöffnung 13 für das Druckgas ist am glockenförmigen Teil des Druckbehälters 2 angebracht und mit der Schraube 12 verschlossen. Die Sensorstange 7 ist an der nach innen gerichteten Fläche des Metallbalgbodens 6 angebracht. Die Sensorstange 7 taucht in den Durchlaß 9 ein und in dem Stutzen 8 befindet sich die elektrische Spule 10. In diesem Beispiel ist die Sensorstange 7 mit dem Dichtring 18 versehen, welcher die Eintrittsöffnung 16 des Durchlasses 9 bei einer vorgegebenen Stellung des Metallbalgbodens 6 und damit der Sensorstange 7 verschließt.The 2 shows an embodiment of the metal bellows pressure accumulator 1 in which the neck 8th with the passage 9 for the fluid inside the metal bellows 3 is arranged. This results in a particularly compact construction of the pressure accumulator 1 , The inlet opening 13 for the compressed gas is on the bell-shaped part of the pressure vessel 2 attached and with the screw 12 locked. The sensor rod 7 is on the inward facing surface of the metal bellows floor 6 appropriate. The sensor rod 7 dives into the passage 9 in and in the neck 8th there is the electric coil 10 , In this example, the sensor bar is 7 with the sealing ring 18 provided, which the inlet opening 16 of the passage 9 at a predetermined position of the metal bellows floor 6 and thus the sensor rod 7 closes.

Claims (5)

Metallbalgdruckspeicher (1) für hydraulische Systeme, wie Bremssysteme in Kraftfahrzeugen und dergleichen, mit einem Druckbehälter (2), mit zwei Kammern, einer Kammer (15) für ein Druckgas und einer Kammer (14) für ein hydraulisches Fluid, wobei die Kammern (14, 15) durch einen Metallbalg (3) und einen daran angebrachten Boden (6) voneinander getrennt sind und der Druckbehälter (2) mit einer Befüllöffnung (13) für das Druckgas und mit einem Durchlaß (9) für das Fluid versehen ist, und ein Sensorstange (7) aufweist, die mit einer im Druckbehälter (2) vorhandenen konzentrisch zur Sensorstange (7) ausgerichteten elektrischen Spule (10) zusammenwirkt und ein die Stellung des Metallbalgbodens (6) anzeigendes Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (10) im Druckbehälter (2) integriert ist und die Sensorstange (7) zentral und achsgleich mit dem Metallbalg (3) am Metallbalgboden (6) angebracht ist.Metal bellows accumulator ( 1 ) for hydraulic systems, such as brake systems in motor vehicles and the like, with a pressure vessel ( 2 ), with two chambers, one chamber ( 15 ) for a compressed gas and a chamber ( 14 ) for a hydraulic fluid, the chambers ( 14 . 15 ) by a metal bellows ( 3 ) and a ground attached thereto ( 6 ) are separated from each other and the pressure vessel ( 2 ) with a filling opening ( 13 ) for the compressed gas and with a passage ( 9 ) is provided for the fluid, and a sensor rod ( 7 ), which is connected to a pressure vessel ( 2 ) existing concentric with the sensor rod ( 7 ) oriented electrical coil ( 10 ) and the position of the metal bellows floor ( 6 ) indicating signal, characterized in that the coil ( 10 ) in the pressure vessel ( 2 ) and the sensor rod ( 7 ) centrally and co-axially with the metal bellows ( 3 ) on the metal bellows floor ( 6 ) is attached. Metallbalgdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstange (7) in den Durchlaß (9) für das hydraulische Fluid eintaucht und die elektrische Spule (10) einen Stutzen (8) des Durchlasses (9) umgibt.Metal bellows accumulator according to claim 1, characterized in that the sensor rod ( 7 ) into the passage ( 9 ) immersed for the hydraulic fluid and the electric coil ( 10 ) a nozzle ( 8th ) of the passage ( 9 ) surrounds. Metallbalgdruckspeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstange (7) kegelförmig ausgebildet ist.Metal bellows accumulator according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sensor rod ( 7 ) is cone-shaped. Metallbalgdruckspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstange (7) mit einem Dichtring (18) versehen ist, der die Eintrittsöffnung (16) des Durchlasses (9) bei einer vorgegebenen Stellung des Metallbalgbodens (6) verschließt.Metal bellows accumulator ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sensor rod ( 7 ) with a sealing ring ( 18 ), the entrance opening ( 16 ) of the passage ( 9 ) at a predetermined position of the metal bellows floor ( 6 ) closes. Metallbalgdruckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stutzen (8) für den Durchlaß (9) für das Fluid innerhalb des Metallbalgs (3) angeordnet ist. Metallbalgdruckspeicher according to one of claims 1 to 4, characterized in that a connecting piece ( 8th ) for the passage ( 9 ) for the fluid within the metal bellows ( 3 ) is arranged.
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