DE60102667T2

DE60102667T2 - Schallgedämpfter fluidschlauch, insbesondere für ein fremdgeführtes lenkhilfssystem eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE60102667T2
Application number: DE60102667T
Authority: DE
Inventors: Philippe Drouet
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: MXPA02007322A; AU2001231904A1; PL356775A1; CZ20022599A3; BR0107877B1; PL205311B1; AR027281A1; US7000728B2; CZ299131B6; DE60102667D1; WO2001054959A1; US20030159876A1; FR2804489A1; EP1250253B1; EP1250253A1; FR2804489B1; BR0107877A; ES2219499T3

Description

Die Erfindung betrifft einen schallgedämpften Fluidtransfer-Schlauch, insbesondere für ein vorgesteuertes Servo-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, dass bestimmte Hydraulikschläuche, welche in der Automobilindustrie verwendet werden, insbesondere die, mit welchen die Servo-Lenksysteme versehen sind, mit einem Schalldämpfer versehen sind, in der Technik oft mit dem Namen „Tuner" bezeichnet. Die US 5 539 164 beschreibt einen Schlauch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Allgemeinen umfasst ein Servo-Lenksystem insbesondere einen Hochdruckkreislauf mit einer Hydraulikpumpe, welche ein Servo-Ventil, das mit dem Zahngestänge des Lenksystems von Lenkungsrädern des Fahrzeugs verbunden ist, mit unter Druck stehendem Fluid versorgt. Der Hydraulikschlauch, welcher die Pumpe mit dem Servo-Ventil verbindet, ist aus als Schlauch ausgebildeten flexiblen Teilstücken und aus als Rohre ausgebildeten festen Teilstücken und häufig aus mindestens einem Schalldämpfer in Form einer Hülse aus Metall oder aus Kunststoffmaterial, welcher in dem Inneren eines flexiblen Teilstücks des Schlauches angebracht ist, um insbesondere das Betriebsgeräusch der Pumpe zu dämpfen, welches dazu neigt, über die Lenksäule bis in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs heraufgetragen zu werden, gebildet.
Eine erste Generation von Servo-Lenkungen, bei welcher die Hydraulikpumpe durch die Welle des Motors des Kraftfahrzeugs betätigt wurde, hat begonnen, durch eine zweite Generation ersetzt zu werden, bei welcher die Hydraulikpumpe durch einen Elektromotor in Bewegung versetzt wird, wobei diese Servo-Lenkung in der Technik häufig als dem GEP-Typ oder Elektropumpengruppen-Typ zugehörig bezeichnet wird.
Mit dieser zweiten Generation von Servo-Lenkungen, bei welcher die Hydraulikpumpe von der Motorwelle des Fahrzeugs getrennt ist, ist es möglich, sie an einer beliebigen Einbaustelle unterzubringen, jedoch findet sich die verfügbare Einbau stelle meistens nahe der Fahrgastzelle des Fahrzeugs, wobei dem geringen Platz, welcher unter der Motorhaube verbleibt und welcher bereits stark gefüllt ist, Rechnung getragen wird.
Derzeit ist eine dritte Generation von Servo-Lenkungen des zuvor genannten GEP-Typs bekannt, welche jedoch vorgesteuert sind, was bedeutet, dass der Elektromotor der Hydraulikpumpe nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn das Lenkrad durch den Fahrer betätigt wird.
Bei dieser dritten Generation von Servo-Lenkungen des vorgesteuerten GEP-Typs, müssen die Schalldämpfer in einem erweiterten Frequenzbereich im Bereich von 150 Hz bis 800 Hz betreibbar sein.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen schallgedämpften Hydraulikschlauch zu entwickeln, welcher insbesondere gut an ein vorgesteuertes Servo-Lenksystem des zuvor genannten Typs angepasst ist, jedoch ohne eine Einschränkung der Erfindung darzustellen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung einen schallgedämpften Fluidtransfer-Schlauch gemäß dem Anspruch 1 vor.
Im Allgemeinen kann die Antwortzeit im Bereich von 40 bis 60 ms, insbesondere im Bereich von 50 ms, liegen.
In dem Fall einer vorgesteuerten Servo-Lenkung der zuvor genannten dritten Generation kommt die Antwortzeit der Servo-Lenkung insbesondere durch die mit dem Drehen des Lenkrads verbundene Reaktionszeit, welche von einem Konstrukteur zum anderen variieren kann, und die Reaktionszeit, welche mit der Volumenexpansion der Schlauchteilstücke des Hochdruckschlauches, welcher die Pumpe mit dem Servo-Ventil verbindet, zustande.
Beispielsweise verbleibt auf Basis einer maximalen Antwortzeit im Bereich von 120 ms und mit einer mit dem Drehen des Lenkrads verbundenen Reaktionszeit im Bereich von 70 ms nur noch eine Reaktionszeit im Bereich von 50 ms für die Volumenexpansion der Schlauchteilstücke des Schlauches.
Daraus folgt, dass die der Volumenexpansion der Schlauchteilstücke des Schlauches zugewiesene Zeit vergleichsweise gering ist, was eine Begrenzung der Länge dieser Teilstücke mit sich bringt.
Andere vorteilhafte Eigenschaften sind in den abhängigen Ansprüchen 2–9 beschrieben.
Im Allgemeinen können die Schalldämpfer durch eine Hülse aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein.
Somit ermöglicht es ein erfindungsgemäßer Schlauch, zu einem Kompromiss zu gelangen, der es ermöglicht, die Bedingungen, welche von den Automobilherstellern sowohl an die Antwortzeiten der Servo-Lenkung als auch an die Dämpfung der insbesondere aus dem zeitweiligen Betrieb der Pumpe resultierenden Geräusche gestellt sind, zu erfüllen.
Die Erfindung hat außerdem ein vorgesteuertes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Hochdruckkreislauf umfasst, welcher mit einem Schlauch wie zuvor definiert ausgestattet ist, wobei der Schlauch zwischen einer elektrischen Pumpe und einem Servo-Ventil, welches mit einem Zahngestänge des Servo-Lenksystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist, angebracht ist, und dass das System mittels der Drehung des Lenkrads gesteuert ist.
Andere Vorteile, Eigenschaften und Details der Erfindung gehen aus der folgenden übrigen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor, welche lediglich beispielhaft bereitgestellt sind und in welchen:
die 1 eine schematische Ansicht ist, welche die verschiedenen Teilstücke eines erfindungsgemäßen Hydraulikschlauches für ein vorgesteuertes Servo-Lenksystem veranschaulicht,
die 2 einen ersten Schalldämpfer darstellt, welcher in dem in der 1 dargestellten Schlauch untergebracht ist, und
die 3 einen zweiten Schalldämpfer darstellt, welcher ebenfalls in dem in der 1 dargestellten Schlauch untergebracht ist.
Es wird auf die 1 Bezug genommen, welche ein Beispiel eines Hydraulikschlauches 10 für ein vorgesteuertes Servo-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug darstellt.
Die Darstellung des Systems wurde aus freien Stücken auf den Hochdruckkreislauf zwischen einer elektrischen Pumpe, welche mit einem Fluidreservoir verbunden ist und durch einen Elektromotor angetrieben ist, und einem Servo-Ventil V, welches durch die Pumpe P mit unter Druck stehendem Fluid versorgt ist und mit dem Zahngestänge des Lenksystems von Steuerrädern des Kraftfahrzeugs verbunden ist, beschränkt.
Der Hydraulikschlauch 10 ist zwischen dem Ausgang der Pumpe P und einem Eingang des Servo-Ventils V angebracht und ist durch eine Abfolge von festen Teilstücken, welche durch Rohre gebildet sind, und flexiblen Teilstücken, welche durch Schläuche gebildet sind, zusammengesetzt.
Gemäß der Ausführungsform, welche in der 1 dargestellt ist, ist der Hydraulikschlauch 10 ausgehend von der Pumpe P gebildet durch:

– ein erstes Rohrendstück T1, welches an den Ausgang der Pumpe P angeschlossen ist und welches sich über eine Länge im Bereich von 200 mm erstreckt,
– ein erstes zwischenliegendes Schlauchteilstück T2, welches sich über eine Länge im Bereich von 175 mm erstreckt,
– ein mittleres Rohrteilstück T3, welches sich über eine Länge im Bereich von 300 mm erstreckt,
– ein zweites zwischenliegendes Schlauchteilstück T4, welches sich über eine Länge im Bereich von 235 mm erstreckt, und
– ein zweites Rohrendstück T5, welches an einen Eingang des Servo-Ventils V angeschlossen ist und welches sich für eine rechte Leitung

Die Rohrteilstücke T1, T3 und T5 sind metallisch mit einem Innendurchmesser im Bereich von 8 mm, während die Schlauchteilstücke T2 und T4 beispielsweise einen Innendurchmesser im Bereich von 10 mm aufweisen, und umfassen mindestens eine Schicht aus einem mit dem transportierten Fluid kompatiblen Material und eine äußere Schutzbeschichtung gegen die Aggressivität der äußeren Umgebung.
Der Schlauch 10 ist mit Schalldämpfern ausgestattet, welche in dieser Ausführungsform von der Anzahl zwei sind, nämlich:

– ein erster Schalldämpfer A1, welcher zum Teil in dem mittleren Rohrteilstück T3 und zum Teil in dem zweiten zwischenliegenden Schlauchteilstück T4 angebracht wird, wobei dieser erste Schalldämpfer einen Außendurchmesser im Bereich von 6 mm aufweist und sich über eine Länge im Bereich von 514 mm erstreckt, davon etwa 368 mm in dem Inneren des Rohrs T3 und 146 mm in dem Inneren des Schlauches T4,
– ein zweiter Schalldämpfer A2, welcher von dem zweiten zwischenliegenden Schlauchteilstück T4 an in dem zweiten Rohrendstück T5 angebracht wird, mit einem Außendurchmesser im Bereich von 6 mm und einer Länge im Bereich von 200 mm.

Im Allgemeinen ist jeder Schalldämpfer A1 und A2 durch eine flexible Hülse gebildet, welche entweder metallisch und schraubenartig spiralförmig, beispielsweise L-förmig zur einfachen Falzverbindung oder U-förmig zur doppelten Falzverbindung, oder aus Kunststoffmaterial und an vorbestimmten Stellen mit Bohrungen zum Durchlass der in dem Schlauch 10 zirkulierenden Flüssigkeit durchbohrt sein kann.
Bei dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schalldämpfer A1 und A2 beispielsweise jeweils durch eine flexible metallische Hülse zur doppelten Falzverbindung gebildet.
Der erste Schalldämpfer A1, wie in der 2 dargestellt, ist in zwei Abschnitte P1 und P2 geteilt, welche sich in das mittlere Rohrteilstück T3 bzw. in das zweite zwischenliegende Schlauchteilstück T4 erstrecken, wobei diese zwei Abschnitte mittels eines durch Bördeln befestigten metallischen Rings 12 miteinander verbunden sind. Dieser Ring 12 umfasst auch einen Kragen 14, welcher als Anschlag zum Positionieren des Schalldämpfers A1 in dem mittleren Rohr T3 vor dem Verbinden des Rohrteilstücks T3 mit dem Schlauchteilstück T4 dient.
Vorzugsweise nimmt das freie Ende des Abschnitts P2 des Schalldämpfers A1, welches in dem Schlauch T4 untergebracht ist, einen Ring 16, z.B. aus einem Elastomer, auf, um einen Verschleiß des Schlauches T4 infolge von Vibrationen, die auf das in pulsatorischer Weise Durchströmen des unter Druck stehenden Fluids zurückzuführen sind und welche wiederholte Stöße des Dämpfers an die Innenwand des Schlauches T4 zur Folge haben, zu vermeiden.
Der zweite Schalldämpfer A2, wie er in der 3 dargestellt ist, nimmt an einem Ende einen durch Bördeln befestigten metallischen Ring 18 auf und umfasst ebenfalls einen Kragen 20 zur Positionierung in dem Rohr T5 vor dem Verbinden des Rohrteilstücks T5 mit dem Schlauchteilstück T4.
Die Verbindungsvorrichtungen zwischen einem Rohrteilstück und einem Schlauchteilstück wurden nicht dargestellt. Beispielsweise bildet das Ende des Rohrteilstücks ein Ansatzstück, auf welches ein Ende des Schlauchteilstücks aufgepresst wird, wonach ein metallischer Ring aufgesteckt wird, der gequetscht wird, um die Verbindung zu sichern.
Die Ausführungsform der Erfindung so wie sie zuvor beschrieben wurde, erfüllt insbesondere eine maximale Antwortzeit der Servo-Lenkung im Bereich von 120 ms, wovon etwa 50 ms der Volumenexpansion der flexiblen Schlauchteilstücke des Schlauches entsprechen.
Im Allgemeinen ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform und Anwendung bei einem vorgesteuerten Servo-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug beschränkt. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Schlauch bei al len Fluidtransfer-Leitungen im pulsatorischen Regime, welche flexible Schlauchteilstücke beinhalten, Anwendung finden.

Claims

Schallgedämpfter Fluidtransfer-Schlauch, insbesondere für ein vorgesteuertes Servo-Lenksystem von Kraftfahrzeugen, wobei der Schlauch in einem Hochdruckkreislauf zum Verbinden einer elektrischen Pumpe (P) und eines Steuerorgans (V), welches von der Pumpe aus mit unter Druck stehendem Fluid versorgt wird, angebracht sein kann, wobei der Schlauch (10) fünf Teilstücke, nämlich von der Pumpe ausgehend: – ein erstes festes Rohrendstück (T1), welches an die Pumpe angeschlossen ist, – ein erstes zwischenliegendes flexibles Schlauchteilstück (T2), – ein mittleres festes Rohrteilstück (T3), – ein zweites zwischenliegendes flexibles Schlauchteilstück (T4) und – ein zweites festes Rohrendstück (T5), welches an das Steuerorgan angeschlossen ist, wobei die Schlauchteilstücke (T2, T4) des Schlauches eine Länge aufweisen, welche als Funktion einer so kurz wie möglichen mit ihrer Volumenausdehnung bei Betätigung der elektrischen Pumpe (P) verbundenen Antwortzeit bestimmt ist, und zumindest zwei Schalldämpfer (A1, A2), welche in dem Schlauch (10) untergebracht sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalldämpfer (A1) zum Teil in dem mittleren festen Rohrteilstück (T3) und zum Teil in dem zweiten flexiblen Schlauchteilstück (T4) untergebracht ist, und dass der zweite Schalldämpfer (A2) in dem zweiten festen Rohrendstück (T5) untergebracht ist.
Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortzeit in dem Bereich von 40 bis 60 ms, insbesondere im Bereich von 50 ms, liegt.
Schlauch gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass: – die ersten und zweiten Rohrendstücke (T1, T5) sich über Längen im Bereich von 200 mm beziehungsweise im Bereich von 430 mm für eine rechte Leitung oder im Bereich von 533 mm für eine linke Leitung erstrecken, – das mittlere feste Rohrteilstück (T3) sich über eine Länge im Bereich von 300 mm erstreckt, und – die ersten und zweiten zwischenliegenden Schlauchteilstücke (T2, T4) sich über Längen im Bereich von 175 mm beziehungsweise 235 mm erstrecken.
Schlauch gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalldämpfer (A1) sich über eine Länge im Bereich von 514 mm erstreckt.
Schlauch gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalldämpfer (A1) sich in dem mittleren Rohrteilstück (T3) des Schlauches über eine Länge im Bereich von 368 mm erstreckt.
Schlauch gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schalldämpfer (A2) sich über eine Länge im Bereich von 200 mm erstreckt.
Schlauch gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrteilstücke (T1, T3, T5) einen Innendurchmesser im Bereich von 8 mm aufweisen, dass die Schlauchteilstücke (T2, T4) einen Innendurchmesser im Bereich von 10 mm aufweisen, und dass die Schalldämpfer (A1, A2) einen Außendurchmesser im Bereich von 6 mm aufweisen.
Schlauch gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfer (A1, A2) durch eine Hülse aus Metall oder aus Kunststoffmaterial gebildet sind.
Vorgesteuertes Servo-Lenksystem für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hochdruckkreislauf umfasst, welcher mit einem wie in einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche definierten Schlauch (10) versehen ist, wobei der Schlauch (10) zwischen einer elektrischen Pumpe (P) und einem Servo-Ventil (V), welches mit einem Zahngestänge des Servo-Lenksystems des Kraft fahrzeugs verbunden ist, angebracht ist, und dass das System mittels der Drehung eines Lenkrads gesteuert ist.