脈動緩衝囊的製作方法

2023-08-11 16:11:46

專利名稱：脈動緩衝囊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種脈動緩衝囊，特別是用於在電子控制的車輛制動系統中的脈動緩 衝或其它類型的脈動緩衝應用。
背景技術：
特別是電子控制的車輛制動系統具有液壓系統，該液壓系統包括接納體，設有電 液閥、至少一個液壓泵以及用於使所述泵與至少一個液壓負荷連接的通道，其中在壓力介 質體積(THZ/容器，低壓存儲器)和泵的抽吸側之間或者在泵的壓力側和液壓負荷之間設 置一脈動緩衝單元。通常使用偏心驅動的徑向活塞泵。百萬個所述液壓系統在使用中。在偏心轉動期間的每次活塞移位可以非常簡化地分成抽吸衝程(0- π )和壓力衝 程(π-2π)。因為每個液柱被加速但還被延遲，這一點在抽吸側和在壓力側導致主要呈正 弦形的瞬時壓力曲線，所述瞬時壓力曲線能與具體實施方式
相關地詳細改變或者還可以重 疊。為了補償由於其原理而波動的瞬時壓力曲線的不希望的作用，設置一脈動緩衝單元。例如在DE 34 14 558中已知，考慮具有金屬膜的膜片式緩衝器用於脈動緩衝。具 有夾緊的彈性體膜片的傳統膜片式緩衝器可能會具有下述缺點膜片式緩衝器受到磨損， 從而其作用隨著使用壽命長度而降低。彈性取決於加載多快發生(動態硬化)。因此，膜片 式緩衝器具有非線性性能。在DE 10 2005 028 562 Al中已知一種制動液壓系統，其包括一用於緩衝目的、密 封閉合的金屬空心體。

發明內容
本發明的目的是提供一種尺寸設計成適於載荷作用的、還可簡單製造的、抗高壓 的脈動緩衝裝置，其脈動緩衝作用能特別簡單地適應於存在的邊界條件。所述目的原則上通過權利要求1的特徵如此實現賦予受到脈動的液壓支路一確 定的彈性，該彈性使得可以存儲液壓介質。根據所述問題的另一獨立的解決方案，提出一種 預先組裝好的脈動緩衝模塊，所述脈動緩衝模塊包含具有多個相同脈動緩衝囊的捆束。該 脈動緩衝囊有利地在例如可以達到約60bar的預定的功能壓力範圍內具有準線性的彈性 性能。脈動緩衝囊在該預定的功能範圍之上可以說是表現中立一一具有準恆定特性。藉助 附圖從從屬權利要求以及說明書中了解本發明的其它細節。在附圖中示出


圖1示意性地且局部地示出電液車輛制動系統；圖2示出在未加載狀態下的脈動緩衝囊的放大截面圖；圖3示出如在圖1中的但被加載的脈動緩衝囊；圖4示出脈動緩衝囊的另一實施例的截面圖；圖5示出具有結構的脈動緩衝囊的另一實施例的放大截面圖6示出根據圖5的脈動緩衝囊的縮小的透視圖；圖7部分地示出如在圖5中的脈動緩衝囊，並對機械應力加以說明解釋；圖8示出具有脈動緩衝腔和多個插入的脈動緩衝囊的液壓接納體的局部截面圖；圖9示出在使用保持器件的情況下形成多個脈動緩衝囊的安裝組合(堆疊體)的 示意圖；圖10示出由多個脈動緩衝囊組成的組合的透視圖；圖11示出具有改型的保持器件的由多個脈動緩衝囊組成的組合的透視圖；圖12示出具有改型的保持器件的由多個脈動緩衝囊組成的組合的透視圖；圖13示出具有改型的保持器件的由多個脈動緩衝囊組成的組合的透視圖；和圖14、圖15分別未按比例地示意性地示出脈動緩衝囊的其它實施例的截面圖；和圖16示出不同實施例的脈動緩衝囊的實際壓力體積性能和要求的部分圖表對 照。
具體實施例方式圖1以非常示意性的方式簡化地且在省略細節和電液閥的情況下示出電子控制 車輛制動系統1，所述車輛制動系統1具有一帶泵P的馬達-泵組件2，馬達-泵組件2包 括壓力介質輸入端E和壓力介質輸出端A，其中緊接著壓力介質輸出端A設置有一緩衝裝 置3，在設置有至少一個緩衝腔的情況下，該緩衝裝置3包括多個級聯的緩衝器件4，5，6，7， 8。如示意性示出的那樣，壓力介質輸出端A能根據所需要的功能與主缸9 (THZ)或輪制動 器10連接。緩衝器件4至8原則上與泵P—起設置在一共同的接納體35中。通過象形圖 象徵性地示出的不同緩衝器件4，5，6，7，8示例性包括一個或多個緩衝腔、孔口以及象徵性 示出的彈性元件4，5，彈性元件4，5包含一個或多個脈動緩衝囊11，11'，11"或脈動緩衝 單元，該脈動緩衝單元具有這樣的可壓縮性，使得在緩衝腔內可以容納確定的液壓體積。圖2詳細示出一用於在液壓加載的脈動緩衝腔12內使用的脈動緩衝囊11。脈動 緩衝囊11包括一由兩個優選為凹形的半殼13，14密封接合的金屬膜殼體15。雖然所述半 殼以不去除材料的方式成型，但是可有利地使用可硬化的無鏽金屬材料、如特別是具有僅 約1毫米的數十分之一的壁厚度(例如約0. Imm的壁厚度)的1. 4568型彈簧鋼。通過形 成的薄膜可以實現一抗疲勞的密封的內腔16，所述內腔與脈動緩衝腔12的環繞的、通常以 低頻脈動(激勵頻率約小於33Hz)的壓力介質分隔開。所述半殼13，14沿著周向接縫17材料結合地(stoffschlilssig)相互連接，使得 正在脈動的壓力介質引起脈動緩衝囊11彈性壓縮或膨脹，在脈動緩衝囊11作用的情況下 縮小或擴大內腔16的尺寸。因此，填充有至少一個脈動緩衝囊的脈動緩衝腔12用於在 預定的壓力工作範圍(根據圖16)內，隨著壓力介質壓力pa逐漸升高，大幅度線性增大的 壓力介質體積吸取(Druckmittelvolumenaufnahme，體積吸取量)V達到約最大400mm3。為 此，對於脈動緩衝囊的4個成組、6個成組或8個成組的布置(堆疊)，可從圖16中獲悉不 同目標和不同的具體測量結果(實際結果)的概況。預定的壓力工作範圍，即工作緩衝範 圍總是達到約60bar的壓力介質壓力pa。但是，因為在車輛制動系統內產生的壓力介質壓 力pa可增至約200bar以上，所以在給定壓力工作範圍的確定的上限之上要求恆定的體積 吸取量，而不存在會引起不可逆損害的過衝。這基本上如此實現通過內置的止擋功能以確定的方式結束進一步的體積吸取。每個半殼13，14優選設計成碗狀，並具有膜狀底部18，19以及大致與底部18，19 垂直的壁部20，21。每兩個相同成形的半殼13，14直接地且以鏡像對稱對接的方式利用其 壁部20，21彼此摞在一起。根據圖2設置一形成外周的周向接縫17以用於半殼13，14的 材料結合的密封連接。如所看到的，周向接縫17沿徑向方向基本上不突出超過壁部20，21， 而是基本上完全平滑地嵌入壁部20，21的曲線中。根據圖4的改進設計與前述方案區別在於每個半殼22，23具有一體式形成的凸 緣段24，25，所述凸緣段24，25基本上與壁部20，21垂直並且彎折成徑向向外指向。周向接 縫17從徑向外部置於兩個分開的凸緣段24，25之間。由於這種措施，所述焊縫關於交變負 荷且特別是有害的張拉載荷以特別受保護的方式安置。此外，從圖4中以及還從圖5至圖 13中可看出半殼22，23特別是在底部18，19的區域中設有一廓形結構(Profilierimg)， 特別是旋轉對稱的波形廓形結構。與根據圖4至圖8的實施例不同，廓形結構的波形可以 根據圖14的實施例變型如此設計，使得為了大幅度地完全壓縮脈動緩衝囊11，所述廓形結 構的波形最大可能地彼此緊靠在一起(圖14)。為此，上半殼13的每一個波峰Wb對應於下 半殼14的波峰wb，反之亦然(波谷WT/wt)。另一特點是半殼13，14 ；22，23可以具有不 同的直徑，從而在所有情況下半殼13，14 ；22,23中的一個可以說是插入到直徑較大的半殼 中，由此可以說是初步定位用於製造過程，而不存在單獨的保持裝置。與根據圖4的實施例 相比，由此能以特別適合載荷的方式設置周向接縫17。壁部20，21 —致地取向並且與底部 18，19垂直，並設置有軸向指向的周向接縫17。這種設計方案的優點是以一致角度轉向的 壁部20，21使得能夠藉助彈性夾緊作用將脈動緩衝囊固定地插入相應尺寸的孔36，其中周 向接縫防止由於操作中擠壓而受到損害。徑向壓力介質循環通過下述方式實現可以在接 納體35的孔36中設置單獨的通道。如簡要闡述的那樣，在電子控制車輛制動系統中的應用原則上要求緩衝裝置3的 特別適合的壓力/體積吸取性能。在本文中，可要求體積吸取相對於存在的壓力起初隨著 壓力增加而線性地增大，並且所述體積吸取在預定的體積吸取之上恆定地保持不變。為了 這個目的，每個脈動緩衝囊11具有至少一個內置器件，所述內置器件適於限制彈性壓縮的 程度。換句話說，可由外殼本身的形狀一即不存在單獨的部件一限定的內置器件確保 不存在進一步壓縮脈動緩衝囊/單元，從而在確定的壓力之上機械地限制(恆定地保持) 變形和體積吸取。根據一個優選變型例，內置器件設計成內置的止擋器件，其中每個內腔側底部18， 19構造成用於按照止擋面26，27的方式形成內置的止擋器件。通過下述方式將設備和製造 技術的費用降低到最低程度底部18，19可以說是實現雙功能，該雙功能是不僅實現了密 封的內腔界限，而且還通過相鄰底部18，19的直接金屬接觸實現了體積吸取的限制。在兩個直接相鄰的底部18，19的直接接觸止擋功能的改型方案中，根據另一種優 選方案將不能壓縮的介質設置成內置器件，附加於此，由例如彈性體材料製成的可壓縮的 填充體28設置在脈動緩衝囊11的內腔16中，填充體28與相鄰的、結構化的、特別是波形 結構的底部相一致同樣具有一結構，優選波峰和波谷。如果設置完全不能壓縮的填充體28 或者完全不能壓縮的介質，則內腔16應該僅部分地填充有填充體28或者介質，以便以其它 方式實現用於體積積聚的可壓縮性。與此相反，如果存在以確定的方式預設的彈性元件的可壓縮填充，則內腔16當然可以被完全填充。為了設置預定的壓力/體積性能，並且還為了避免半殼13，14 ；22，23的不允許的 變形或加載，用於支承壁部20，21的未結構化的填充體28在此區域可以基本上完全貼靠在 半殼13，14 ；22，23上。填充體28的其它面設置成與底部18，19相間隔，從而底部18，19可 以說是可以彈性壓縮。對應於止擋面26，27的在填充體28上的止擋面29，30用於限制該 彈性變形。原則上，填充體28可以具有一個或多個凹口 31，凹口 31原則上設計成平行於縱軸 線的穿孔，以便能支持填充體28本身的變形和介質接納。填充體28有利地由金屬、橡膠或 塑料製成，並且作為插入件預先組裝在半殼13，14 ；22，23之間。這能以下述方式實現填充 體28如此牢固地接合在或固定在半殼13，14 ;22，23上，使得避免卡嗒噪音。此外，這也適 於彼此相鄰的脈動緩衝囊11，或者適於在脈動緩衝囊11和接納體35之間的比例。對所給出的囊結構的傾向性結果邊緣區域能實現較少的體積吸取，而最大彈性 變形主要在半殼底部的中心出現。下述措施用於通過改善邊緣側的彈性來改善整個體積吸 取。為此，在具有根據圖15的波形結構的填充體28'的脈動緩衝囊11的一個實施例中，填 充體28 『構造成分成至少兩個可彼此平行移位的部分28a，28b，從而能補償相鄰部件的公 差，特別是在相鄰部件的波形結構中和/或在底部18，19彈性壓縮操作過程中的公差。另 一優點是邊緣側解耦(省略填充體28'的在邊緣側固定的夾緊)引起明顯提高的體積吸 取。因此，具體設計方案由於下述方式區別於前述實施例在波形結構的底部18，19之間插 入間隔元件、即柱形環37，柱形環37原則上或者由金屬材料製成或者按照另一彈性/彈簧 元件方式由彈性體材料製成，這一點進一步提高了脈動緩衝囊11的體積吸取。整個結構可 以通過兩條周向焊縫連接在一起。沿徑向方向，在填充體28'的外周或其部分28a，28b與 環36之間設置間隙，從而填充體28'能適配於底部18，19以用於形成最佳支承。在脈動緩衝囊11的另一種變型例中，為了形成預定的壓力/體積性能，內腔16具 有真空、空氣或氣體填充物或液體。本發明的其它實施例是多個相同構形的脈動緩衝囊11，1Γ，11" 一起設置在 脈動緩衝腔12的內部。在此，作為將各脈動緩衝囊11，1Γ，11"鬆散地置於脈動緩衝腔 12之內的替換方案，將多個相同的脈動緩衝囊11，11'，11"編成組或綑紮在一起，則特別 有利，從而可以說是將僅一個預先組裝好的模塊插置入脈動緩衝腔12中，並且每捆具有至 少一個保持器件32，所述保持器件32被設置用於定向地固定和安置脈動緩衝囊11，11'， 11"。以這種方式計劃的布置的基本構思是在脈動緩衝囊11，11'，11"之間設置一確定 的間距，所述間距改善了制動系統的通風。如在圖8中那樣，所述單元可以添置有用於脈動 緩衝腔12的孔封閉件。每個保持器件32與脈動緩衝囊11，11'，11〃 一體地或分開地設置。通常可以實 現的是保持器件32與一個或多個脈動緩衝囊11，11'，11"形狀鎖合、材料結合和/或力 鎖合地連接。每個保持器件32確保在接合在一起的脈動緩衝囊11，11'，11"之間的結合。 在本文中，可將每個保持器件32設計成由金屬板材和/或線材製成的金屬打捆件，所述打 捆件大體上圍繞全部要綑紮的單元引導。如由圖11和圖12得知，這種原理的進一步的改進方案是保持器件32由具有多 個容置部33的主要為帶形的金屬板材料形成，所述容置部特別是作用在脈動緩衝囊11，11'，11〃的凸緣段24上。以這種方式確保各脈動緩衝囊11，11'，11〃彼此以確定的間距 設置，這一點簡化了接納體35的通風和在後面的壓力介質填充。此外，可以想到每個保持器件32設計成盡最大可能開切口的管狀體，所述管狀 體具有沿徑向作用在脈動緩衝囊11，11'，11"的外部的容置部34，從而脈動緩衝囊11， 11'，11"彼此以預定的規則間距以確定的方式設置。這種類型的保持器件34可有利地由 彈性塑料材料形成，以便實現彈性組裝或拆卸，如由圖9和圖10所看到的。原則上，有利地設置多個相同構形的保持器件32，以便實現成本經濟的批量效果。在基於該緩衝特性的模塊化匹配的基本構思的另一改進方案中，可適當地且必要 地為一個或多個脈動緩衝囊11，11'，11"添加一附加的彈性/彈簧元件(Federelement)， 如特別是一單獨的半殼，而沒有背離本發明的本質。不言而喻，為了簡化在接納體35中的 組裝，該單獨的半殼與其餘脈動緩衝囊11，11'，11"完全一樣可以是預先組裝且能獨立操 作的組件的組成部分。雖然本發明主要利用在電子控制車輛制動系統中的應用實例進行闡述，但是其他 類型的應用在沒有脫離本發明的核心構思的情況下是可能的。附圖標記列表1車輛制動系統2馬達-泵組件3緩衝裝置4緩衝器件5緩衝器件6緩衝器件7緩衝器件8緩衝器件9主紅(THz)10輪制動器11，11'，11〃 脈動緩衝囊12脈動緩衝腔13半殼14半殼15金屬膜殼體16內腔17,17a, 17b 周向接縫18底部19底部20壁部21壁部22半殼23半 殼24凸緣段
25凸緣段26止擋面27止擋面 28，28'填充體28a，28b(填充體)部段29止擋面30止擋面31凹口32保持器件33容置部34容置部35接納體36孔37環E壓力介質輸入端A壓力介質輸出端P 泵M 馬達WB, wb 波峰WT, Wt 波谷
權利要求
一種脈動緩衝囊(11，11′，11″)，包括至少一個由至少兩個外殼、特別是凹形的半殼(13，14；22，23)密封接合的金屬膜殼體，所述金屬膜殼體將內腔(16)與周圍的壓力介質分開，其中外殼沿著周向接縫(17)材料結合地如此相互連接，使得脈動緩衝囊(11，11′，11″)可由於壓力介質作用、特別是由於壓力介質脈動而作為儲能器被彈性地壓縮和膨脹。
2.根據權利要求1所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述脈動緩衝囊 與周圍的壓力介質的壓力相關地具有至少部分線性的體積吸取。
3.根據權利要求2所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述脈動緩衝囊 基本上僅在預定的壓力工作範圍內具有線性的體積吸取，在預定的壓力工作範圍之上設置 一恆定的體積吸取。
4.根據權利要求1所述的脈動緩衝囊(11，1Γ，11")，其特徵在於，每個半殼(13， 14;22，23)設置成碗狀，並具有底部(18，19)以及大致與底部(18，19)垂直的壁部(20， 21)，每兩個相同成形的半殼(13，14;22，23)直接地以鏡像對稱對接的方式利用其壁部 (20,21)彼此連接，並且所述周向接縫(17)設置用於連接半殼(13，14;22，23)的相鄰壁部 (20，21)。
5.根據權利要求4所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，每個半殼(13， 14 ；22，23)的壁部(20，21)具有一體式形成的凸緣段(24，25)，所述凸緣段(24，25)基本上 與壁部(20，21)垂直並且彎折成徑向向外指向。
6.根據權利要求1和4所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述脈動緩 衝囊(11，11'，11")具有一內置器件、特別是一內置的止擋器件，所述內置器件限制彈性 壓縮。
7.根據權利要求6所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，每個底部(18， 19)在內腔側設計成止擋面(26，27)以形成所述內置的止擋器件。
8.根據權利要求6所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，至少部分地填充 所述內腔(16)以用於止擋功能的介質和/或填充體(28)設置成內置器件。
9.根據權利要求8所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述填充體(28) 在壁部(20，21)的區域中基本上完全地貼靠在所述半殼(13，14;22，23)上，並且所述填充 體(28)具有與相鄰底部(18，19)間隔開的止擋面(29，30)。
10.根據權利要求8或9所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述填充體 (28)具有一個或多個凹口(31)。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於， 所述填充體(28)由金屬或塑料製成，並設置成插入件。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於， 所述填充體(28')構造成分成至少兩個部分(28a，28b)，使得補償相鄰部件的公差，特別 是在相鄰部件的波形結構中和/或在底部(18，19)彈性壓縮操作過程中的公差。
13.根據權利要求8所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，氣體填充物或液 體設置成所述介質。
14.根據權利要求1所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，其特徵在於，所述半殼(13， 14 ；23, 24)具有廓形結構，特別是旋轉對稱的廓形結構。
15.一種脈動緩衝模塊，其特徵在於，所述脈動緩衝模塊具有多個基本上相同的特別是 根據權利要求1至14中至少一項所述的脈動緩衝囊(11，11'，11")，所述脈動緩衝囊設 計成儲能器，其中所述脈動緩衝囊(11，11'，11")鬆散地或作為捆束以成形的組合結構 設置以用於脈動緩衝。
16.根據權利要求15所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，脈動緩衝囊(11，11'，11") 的捆束設置在液壓系統的接納體(35)的脈動緩衝腔(12)內，特別是設置在電子控制的車 輛制動系統(1)的緩衝腔內，其中所述緩衝腔設置成內置於泵(P)的抽吸線路或者壓力線 路中。
17.根據權利要求15所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，具有至少一個單獨的用於緩 衝匹配的半殼(13，14 ；22，23)。
18.根據權利要求15所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，每捆具有保持器件(32)，所述 保持器件被設置用於定向地保持和安置脈動緩衝囊(11，11'，11")。
19.根據權利要求18所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，所述保持器件(32)設計成由 金屬板材和/或線材製成的金屬打捆件，所述脈動緩衝囊(11，11'，11")中的一個或多個 焊接到所述保持器件(32)上。
20.根據權利要求18或19所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，每個保持器件(32)設置 成單獨的部件，所述部件具有用於多個緩衝囊(11，11'，11")的接納保持器件(33，34)， 所述接納保持器件(33，34)彈性地基本上從徑向外部作用在所述緩衝囊(11，11'，11") 的壁部(20，21)上。
21.根據權利要求18至20中至少一項所述的脈動緩衝模塊，其特徵在於，設置有多個 相同構形的保持器件(32)。
全文摘要
本發明涉及一種脈動緩衝囊(11，11′，11″)，其包括至少一個由至少兩個優選凹形的半殼(13，14；22，23)密封接合的金屬膜殼體，所述金屬膜殼體將內腔(16)與周圍的壓力介質分開，其中所述半殼(13，14；22，23)沿著周向接縫(17)連接在一起，如此牢固地粘結使得脈動緩衝囊(11，11′，11″)可由於壓力介質作用、特別是由於壓力介質脈動而作為儲能器被彈性地壓縮和膨脹。提供一種尺寸設計成適合載荷的、能簡單製造的脈動緩衝裝置，其脈動緩衝作用能特別簡單地匹配於現有條件。此外公開了一種用於接納多個脈動緩衝囊的脈動緩衝模塊。
文檔編號F16L55/05GK101952150SQ200980105627
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月17日 優先權日2008年2月18日
發明者A·肯普費, G·豪洛希-維默爾, J·容貝克, J·格拉斯, M·塞克納, P·沙克, R·克利, S·A·德魯姆, S·施密特, T·巴爾奇 申請人:大陸-特韋斯貿易合夥股份公司及兩合公司