DE19915228A1 - Beheizbarer Druckschlauch für eine Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Druckschlauch für eine Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung mit einer radial inneren Gummischicht, wenigstens einem in einer Gummischicht eingebetteten Verstärkungsgewebe und einer radial äußeren Gummischicht, wobei mindestens ein elektrischer Heizleiter als Bestandteil des Verstärkungsgewebes in diese eingewoben oder eingeflochten ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Druckschlauch für eine Kraftfahrzeug-Bremsvorrichtung.

Bei konventionellen Kraftfahrzeug-Bremsanlagen mit Antiblockier- oder Fahrstabilitätsregelfunktion können im Winterbetrieb, d. h. bei Tieftemperaturen Probleme auftreten, wenn Bremsflüssigkeit, beispielsweise im Rahmen einer Fahrstabilitätsregelfunktion, das heißt ohne Fahrer­ wunsch, besonders schnell von einem Bremsflüssigkeitsreser­ voir, nämlich einem Bremsflüssigkeitsbehälter zu einer Rad­ bremse mit einem Bremszylinder verlagert werden soll. Bei sinkenden Temperaturen steigt die Viskosität der Bremsflüssigkeit überproportional an. Dies führt bei sehr niedrigen Temperaturen und den im Bremssystem vorhandenen geringen (Leitungs-)Durchtrittsquerschnitten dazu, daß die Bremsflüssigkeit nicht schnell genug angesaugt werden kann, wobei noch hinzukommt, daß mit steigender Viskosität der Verlust in der Rohrleitung zunimmt. Diese Hemmnisse führen zu einem verlangsamten Bremseingriff. Das Problem wird noch dadurch verstärkt, daß oftmals Hauptbremszylinder mit geringen Durchflußquerschnitten zum Einsatz kommen, durch die bei fahrerunabhängiger Bremsbetätigung Bremsflüssigkeit nachgesaugt werden soll. Bei der Fahrstabilitätsregelung besteht allerdings die generelle Anforderung, einen schnellen Bremseneingriff zu bewirken. Zur Lösung des Problems wurde bereits daran gedacht, eine separate Vorladepumpe vorzusehen. Dies würde allerdings zu er­ heblichen Mehrkosten führen. Eine einfache Vergößerung der (Leitungs-)Querschnitte in dem Bremssystem ist nicht zielführend, weil damit auch eine größere Volumenaufnahme (Kompressibilität) einhergeht.

In der deutschen Patentanmeldung DE 197 54 163.1, welche zum Stand der Technik gemäß §3, Abs. 2, Ziffer 1. PatG gehört, wurde bereits vorgeschlagen, Mittel zum Einbringen von Wärmeenergie in die Bremsflüssigkeit vorzusehen. Als derartiges Mittel wurde insbesondere eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung vorgeschlagen. Unter anderem wurde dabei auch die Möglichkeit in Betracht gezogen, elektrische Heizdrähte durch eine mit dem Rohr thermisch in Kontakt stehende Kunststoffschicht durchzuführen.

Ferner ist beispielsweise aus der DE 196 33 544 A1 ein mehrschichtiger Hydraulik-Druckschlauch bekannt, welcher von innen nach außen eine erste Gummischicht, eine Fasergeflecht-Verstärkungsschicht, eine Zwischen- Gummischicht, eine zweite Fasergeflecht-Verstärkungsschicht sowie eine äußere Gummischicht aufweist. Der Schlauch ist infolge der abwechselnden Arbeitsschritte aufwendig in der Herstellung und erlaubt keine Beheizung des Schlauchinhalts.

Aus der DE 33 46 191 A1 ist ein stufenweise mehrschichtig aufgebauter Schlauch mit dehnfähigen, eingebetteten Flachleitern bekannt. Die Schichtvielfalt verursacht einen hohen Fertigungsaufwand, welcher im Kraftfahrzeugbereich aus Kostengründen nicht verantwortbar ist.

Problematisch ist, daß sich ein Druckschlauch unter pulsierender Druckbeanspruchung bei einer ABS- oder Fahrstabilitätsregelfunktion zumindest geringfügig elastisch aufweitet, also eine bestimmte Dehnung durchmacht. Diese Dehnung wird selbstverständlich auf die Verstärkungsschicht und die einzelnen Gummischichten übertragen, so daß diese einer mechanischen Beanspruchung unterliegen, wobei primär die Verstärkungslagen eine stärkere Aufweitung verhindern und Spannungen aufnehmen. Weil Heizstabmaterialien wie sie beispielsweise im Industrieofenbau verwendet werden sich grundsätzlich spröde verhalten, wären diese unter Dauerbeanspruchung aber insbesondere auch unter Biegebeanspruchung bruchgefährdet. Andererseits besteht die grundsätzliche Anforderung, den Widerstand bei der Wärmeübertragung so gering wie möglich zu halten, damit die im Wintereinsatz knappe elektrische Bordenergie möglichst wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Schließlich darf die Flexibilität des Druckschlauchs nicht behindert werden, damit enge Biegeradien möglich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Probleme zu lösen und einen sehr flexiblen, beheizbaren Druckschlauch für Kraftfahrzeugbremsanlagen bereitzustellen, welcher sich auch bei Druckpulsationen dauerfest verhält und dennoch einen geringen Aufwand bei der Herstellung verursacht.

Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Lösung durch die Kombination der Merkmale des Patentanspruch 1 und gemäß einer zweiten Lösung durch die Merkmale des Patentanspruch 2 gelöst. Demnach ist eine radial innere und eine radial äußere Gummischicht und zwischen den beiden Gummischichten wenigstens ein in wenigstens eine Schicht eingebettetes Verstärkungsgewebe vorgesehen. Ein Heizleiter ist in das Verstärkungsgewebe eingewoben. Erfindungsgemäß sind keine separaten Verstärkungslagen für den Heizleiter notwendig und dennoch ist der Schlauch dauerfest. Bei der nebengeordneten Lösung nach Anspruch 2 sind zwei Verstärkungsgewebe mit einer Zwischengummischicht und ein in ein Verstärkungsgewebe eingewobener Heizleiter vorgesehen.

Der Heizleiter kann auf zwei unterschiedliche Arten in das Gewebe eingewoben sein. Wenn der Heizleiter aus einem leitfähigen Draht, Litze und einer isolierenden Umhüllung besteht, können grundsätzlich Überdeckungen des Heizleiters im Rahmen der Einwebung vorgesehen sein. Dies setzt, wie geschildert, eine ausreichende elektrische Isolierung voraus, damit ein lokaler Kurzschluß ausgeschlossen werden kann.

Wenn dafür Sorge getragen wird, daß keinerlei Kreuzungspunkte, Überlappungen oder Überdeckungen des Heizleiters im Rahmen der Einwebung vorliegen, und wenn die Gummischicht und das Verstärkungsgewebe aus wärmefestem sowie isolierendem Material bestehen, kann der Heizleiter aus einem einfachen elektrisch leitfähigen Draht, Litze oder ähnlichem bestehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Patentansprüchen zusammen mit der Beschreibung hervor.

Ein hydraulischer Druckschlauch für eine Fahrzeugbremsanlage umfaßt eine radial innere Gummischicht, eine radial äußere Gummischicht und zwischen den beiden Schichten ein Verstärkungsgewebe oder ein Verstärkungsgeflecht. Der Schlauch verfügt üblicherweise ferner über endseitige metallische Anschlußstücke, welche zumeist mit Hilfe eines mehr oder weniger weit in das Schlauchinnere eingeschobenen Stutzen und einer radial verpressten Hülse an dem Schlauchende befestigt ist. Derartige Schläuche werden in Kraftfahrzeugen zumeist zur hydraulischen Anbindung von achsseitigen Bauteilen eingesetzt, welche gegenüber der Karosserie bewegbar aufgehängt sind, wie beispielsweise Bremssattel oder Bremstrommel.

Bei dem Verstärkungsgewebe (Geflecht) handelt es sich um ein Gewirk aus organischen oder anorganischen Fasern mit hoher Zugfestigkeit, damit der Schlauchinnendruck zuverlässig und mit geringer Aufweitung (Volumenaufnahme) aufgenommen werden kann. Rayon hat sich in diesem Zusammenhang für das Geflecht bewährt. Der Gummiwerkstoff ist selbstverständlich bremsflüssigkeitsresistent und diffusionsdicht, so daß kein Wasser von außen durch die Schlauchwandung hindurch zu der hygroskopischen Bremsflüssigkeit gelangen kann.

Besonders gutes Verhalten hinsichtlich Dauerfestigkeit, Biegbarkeit und Bremsflüssigkeitserwärmung wurden mit folgenden (Material-) Daten erreicht:
Radial innere Gummischicht: Ethylen-Propylen-Kautschuk mit etwa 3,3 mm freiem Innendurchmesser.
Radial äußere Gummischicht: Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM) oder Chloropren-Kautschuk (CR) mit etwa 10,2 mm Außendurchmesser.
Geflecht: Rayon-Fasern mit einem äußeren Gewirkdurchmesser von etwa 4,9 mm (1. Lage) und 7,9 mm (2. Lage).
Heizleiter: Kreiszylindrischer oder mehr breiter als hoher Querschnitt (rechteckig oder linsenförmig) für eine verbesserte Wärmeübertragung auf die Bremsflüssigkeit. Der mehr breite als hohe Querschnitt trägt ferner in radialer Richtung nur geringfügig auf, mit anderen Worten wird der Schlauchaußendurchmesser bei verbesserter Heizleistung infolge vergrößerter Wärmeübertragungsfläche nur wenig vergrößert.

Der Druckschlauch wird zumindest zwischen einem Bremsflüssigkeitsreservoir und einer Druckerhöhungsvorrichtung (Hydraulikpumpe) der Bremsanlage angeordnet. Es ist allerdings grundsätzlich denkbar, auch andere hydraulische Verbindungen der Bremsvorrichtung entsprechend auszurüsten. Beispielsweise kann dieser Gedanke auch auf hydraulische Verbindungen zwischen dem Hauptbremszylinder und einer Druckmodulationsvorrichtung (Ventilblock) ausgedehnt werden, ohne die Erfindung zu verlassen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Hauptbremszylinder mittels dem beheizbaren Druckschlauch mit dem Reservoir verbunden, und die Hydraulikpumpe saugt durch den Hauptbremszylinder hindurch aus dem Reservoir an.

Claims (7)

1. Beheizbarer Druckschlauch für eine Kraftfahrzeug- Bremsvorrichtung, welche eine Bremsdruckmodulationsvorrichtung und eine Bremsdruckerhöhungsvorrichtung, insbesondere eine Hydraulikpumpe umfaßt und der Druckschlauch vorzugsweise zwischen einem Bremsflüssigkeitsreservoir und der Bremsdruckerhöhungsvorrichtung vorgesehen ist, mit einer radial inneren Gummischicht, wenigstens einem in einer Gummischicht eingebetteten Verstärkungsgewebe und einer radial äußeren Gummischicht, sowie mit mindestens einem endseitig verpressten Stutzen oder Nippel zum hydraulischen Anschluß des Druckschlauchs, wobei mindestens ein elektrischer Heizleiter als Bestandteil des Verstärkungsgewebe in dieses eingewoben oder eingeflochten ist.

2. Beheizbarer Druckschlauch für eine Kraftfahrzeug- Bremsvorrichtung, mit einer radial inneren Gummischicht, einem in einer Gummischicht eingebetteten Verstärkungsgewebe, einem von dem ersten Verstärkungsgewebe unabhängigen zweiten eingebetteten Verstärkungsgewebe, welches auf das erste Verstärkungsgewebe aufgelegt ist, und mit mindestens einem elektrischen Heizleiter, welcher in eines der Verstärkungsgewebe eingewoben oder eingeflochten ist.

3. Beheizbarer Druckschlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter aus einem zumindest teilweise aus Kupfer bestehenden Draht, Litze oder ähnlichem stromführenden Leiter und einer elektrisch isolierenden Ummantelung besteht.

4. Beheizbarer Druckschlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter aus einem zumindest teilweise aus Kupfer bestehenden Draht, Litze oder ähnlichem stromführenden Leiter besteht und derart in das Verstärkungsgewebe eingewoben oder eingeflochten ist, daß keine Kreuzungspunkte, Überlappungen oder Überdeckungen des Heizleiters vorliegen, und wobei die Gummischichten und das Verstärkungsgewebe aus elektrisch isolierendem Material bestehen.

5. Beheizbarer Druckschlauch nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Gummischicht aus Chloropren-Kautschuk oder aus Ethylen-Propylen- Kautschuk besteht, daß die radial innere Gummischicht aus Ethylen-Propylen-Kautschuk besteht, und daß das Verstärkungsgewebe aus Rayon besteht.

6. Beheizbarer Druckschlauch nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Innendurchmesser des Schlauches etwa 1/3 seines Außendurchmessers beträgt, und daß der Querschnitt des Heizleiters kreisrund oder für eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche mehr breit als hoch, insbesondere rechteckig oder linsenförmig, ausgeführt ist.

7. Beheizbarer Druckschlauch nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter in das radial innere Verstärkungsgewebe eingearbeitet ist.