Die Erfindung betrifft ein Hydraulik-Reservoir für ein Hydraulikmittelleitsystem, etwa eines Kraftfahrzeugs, bspw. in einem Bremsfluidsystem und/oder einem Kupplungs- System, mit einem Zulauf zu einem Druckraum und einem dazu beabstandeten verfahrbaren Volumenausgleichselement, sowie einem an den Druckraum angeschlossenen Überdruckventil, wobei das Überdruckventil zum Öffnen ab einem voreingestellten Druck ausgelegt ist. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift

DE 100 38 982 A1 bekannt. Diese Offenlegungsschrift offenbart einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für ein Druckmittel einer hydraulischen Anlage, mit einem Mittel zum Druckausgleich zwischen atmosphärischem Druck und dem Druck des Flüssigkeitsbehälters sowie einem Mittel zum Ausgleich von Volumenunterschieden des Druckmittels.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Hydraulik-Reservoire bekannt, die eine Integration des Überdruckventils in einem Boden des Volumenausgleichselements vornimmt. Das Volumenausgleichselement liegt demnach im Stand der Technik unterhalb eines Fluidpegels und wird somit erst bei einer Druckerhöhung aus einem Fluid herausgehoben.

Die Nachteile des Standes der Technik liegen darin, dass die darin offenbarten Hydraulik-Reservoire insbesondere bei dynamischen Druckstößen insofern Nachteile auf- weisen, dass sie ein fehlerhaftes Öffnen des Überdruckventils und somit einen Austritt von Hydraulikflüssigkeit in die Umgebung bewirken.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, und insbesondere ein druckschwankungsunempfindliches Hyd- raulik-Reservoir zu offenbaren.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Überdruckventil so angeordnet ist, dass eine in dem Druckraum am Zulauf eingeleitete Druckschwankung zeitlich nach einem Erreichen des Volumenausgleichselements am Überdruckventil wirkt. Somit wird vermieden, dass ein Verfahren des Volumenausgleichselements auch direkt einen Austritt von Hydraulikflüssigkeit in die Umgebung nach sich ziehen kann. Auf diese Weise wird das Überdruckventil vor dynamischen Druckstößen, die aus den am Zulauf wirkenden Druckschwankungen resultieren, geschützt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist demnach in der Lage, ein Hydraulikmittelleitsystem hinsichtlich seiner dynamischen Eigenschaften zu verbessern und weiterhin die im Betrieb auftretenden Leckage-Verluste zu minimieren. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.

So ist es von Vorteil, wenn das Überdruckventil durch eine Dämpfungsstrecke des Druckraums vom Volumenausgleichselement beabstandet ist. Diese Dämpfungsstre- cke ermöglicht mittels der Trägheit des darin angeordneten Hydraulikfluids, dass die dynamischen Druckstöße gedämpft werden. Daraus resultiert, dass die Druckschwankung am Zulauf geringer ist als diejenige am Überdruckventil.

Auch wenn das Überdruckventil vom Zulauf weiter entfernt als das Volumenaus- gleichselement angeordnet ist, kann garantiert werden, dass die am Zulauf initiierten dynamischen Druckstöße das Überdruckventil erst dann erreichen, wenn das Volumenausgleichselement von Seiten des Hydraulikfluids bewegt wurde. Aufgrund der dämpfenden Wirkung des Volumenausgleichselements und wegen der Reibungsverluste während der Ausbreitung der Druckstöße im Druckraum, wird ermöglicht, dass die Druckschwankungen am Überdruckventil kleiner sind als die am Zulauf eingeleiteten.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil vom Volumenausgleichselement separat angeordnet ist oder dass ein Teil / ein integraler Bestandteil des Volumenausgleichselements als Überdruckventil eingesetzt ist/wird. Die erste Möglichkeit ermöglicht es hierbei, die funktionell separaten Anforderungen an das Überdruckventil und das Volumenausgleichselement auch räumlich separat anzuordnen. Somit ist die Trennung der beiden Funktionen sicher- gestellt. Die zweite Variante birgt den Vorteil, dass sehr wenig Bauraum benötigt wird, da beide Merkmale miteinander räumlich interagieren. Dadurch, dass diese beiden Umsetzungsmöglichkeiten existieren, steigt die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da sich verschiedene Lösungsansätze umsetzen lassen.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn ein Luftpolster im Druckraum an das Überdruckventil grenzt. Dieses Luftpolster ist dazu geeignet, eine weitere Pufferfunktion zu übernehmen. Somit steigert das Luftpolster die Dämpfung der dynamischen Druckstöße, die von Seiten des Zulaufs zum Überdruckventil weitergeleitet werden. Die Gefahr, dass Hydraulikflüssigkeit über das Überdruckventil in die Umgebung austritt, wird mittels des Luftpolsters zusätzlich verringert.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftpolster und das Überdruckventil derart angeordnet sind, dass das Hydraulikmittel erst dann über das Überdruckventil abgeführt wird, wenn das Luftpolster vollständig komprimiert ist. So kann mittels der Geometrie / dem Volumen des Luftpolsters weiterhin dem Hydraulikflüssigkeitsaustritt vorgebeugt werden. Je mehr das Luftpolster komprimiert wird, desto mehr wird ein dynamischer Druckstoß abgedämpft. Aus diesem Effekt wird bei der genannten Ausführungsform ein Nutzen gezogen.

Es ist auch vorteilhaft, wenn das Volumenausgleichselement einen Faltenbalg um- fasst und/oder aus Kunststoff, wie einem Polymer oder einem Elastomer, insbesondere einem Gummi / einem synthetischen Kautschuk, bspw. EPDM (Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk) aufgebaut ist oder besteht. Dieser Faltenbalg zieht zum einen den Nachteil, dass er leicht in die Anordnung integrierbar ist, zum anderen stellt er eine Standardkomponente dar, weshalb seine Anschaffung weder mit hohen Kosten noch mit hohem logistischen Aufwand verbunden ist.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das Fluid-Reservoir eine vom Zulauf separate Zu- satzöffnung aufweist, die mit einem Deckel verschlossen ist. So ist zum einen eine intuitive Montage der Bauteile des Hydraulik-Reservoirs garantiert, zum anderen lässt sich leicht ein Hydraulikmittel befüllen oder entleeren. Wenn zwischen dem Deckel und der Öffnung eine Dichtung, wie eine Lippendichtung, angeordnet ist, bewirkt dies, dass über die Zusatzöffnung keinerlei Fluid abgeführt wird. Somit bleibt es dabei, dass neben dem Zulauf lediglich das Überdruckventil die Eigenschaft aufweist, das Hydraulikmittel-Reservoir mit Hydraulikmittelzu befüllen oder diesem Fluid zu entnehmen. Dadurch, dass eine Lippendichtung eine Standardkomponente darstellt, ist auch der hiermit verbundene Aufwand gering. Die Dichteigenschaften einer Lippendichtung sind darüber hinaus weitläufig getestet und als zuverlässig empfunden. Es ist zweckmäßig, wenn die Erfindung ein Hydraulikfluidleitsystem mit einem erfindungsgemäßen Hydraulikmittel-Reservoir umfasst. Somit kann das Hydraulik- Reservoir ideal in das entsprechende Hydraulikfluidleitsystem integriert werden, woraus minimale Verluste resultieren. Weiterhin ergeben sich durch jene Abstimmung wirtschaftliche Vorteile.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zulauf und dem Überdruckventil eine maximale räumliche Distanz angeordnet ist. Dies ergibt, dass der Puffer, der sich aus dem Ausgleichselement, einem Strömungswiderstand sowie dem Luftpolster ergibt, maximal ist. Entsprechend ermöglicht es ei- ne solche Anordnung, die dynamischen Druckstöße ideal zu dämpfen.

Wenn die Dichtung, die den Deckel und die Zusatzöffnung abdichtet, integral mit dem Faltenbalg ausgestaltet ist, sinkt der von der Anordnung benötigte Bauraum auf ein Minimum. Weiterhin ergeben sich darauf Gewichtsvorteile, da die Dichtung kein zu- sätzliches Bauteil darstellt. Eine hohe Kompaktheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Folge.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Überdruckventil integral mit der Dichtung ausgestaltet ist. Somit wird die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wei- ter erhöht. Neben den nun noch stärker hervortretenden Gewichtseinsparungsvorteilen, ergeben sich auch Materialeinsparungsvorteile. Ein weiterer Vorteil zeichnet sich dadurch aus, dass ein Öffnungsdruck des Überdruckventils über eine Verschraubung zwischen dem Deckel und der Öffnung einstellbar ist. Somit kann die Voreinstellung des Überdruckventils direkt bei der Montage vorgenommen werden. Die Komplexität der gesamten Anordnung und ihrer Handha- bung wird demnach um ein merkliches Maß gesenkt.

In anderen Worten kann gesagt werden, dass das erfindungsgemäße Überdruckventil vor dynamischen Druckstößen aus dem Zulauf geschützt wird. Demnach kann ein fehlerhaftes Öffnen des Ventils und ein Austritt von Hydraulikflüssigkeit in die Umgebung verhindert werden. Die Erfindung besteht darin, die Positionierung des Überdruckventils und des Ausgleichselements zueinander im Reservoir so vorzunehmen, dass Druckstöße aus dem Reservoir-Zulauf der Reihe nach von dem Ausgleichselement, dem Strömungswiderstand und dem Luftpolster gedämpft werden, bevor sie auf das Überdruckventil treffen.

Das Überdruckventil ist am oberen Ende des Reservoirs positioniert / angeordnet. Somit werden Volumenschwankungen im Reservoir durch ein elastisches Ausgleichselement / ein Volumenausgleichselement ausgeglichen. Separat ist ein Überdruckventil / ein Ein-Weg-Ventil in das Reservoir integriert. Durch die maximale räumliche Dis- tanz in dem Reservoir zwischen dem Zulauf und dem Überdruckventil sowie einem vorgelagerten Luftpolster, liegt an dem Überdruckventil ein quasistatischer Druck an. Dynamische Volumenveränderungen verursachen nun inhomogene Druckverhältnisse, die lokale Maxima nach sich ziehen, die oberhalb des Öffnungsdrucks des Überdruckventils liegen können. Die entsprechenden Amplituden der Druckschwankungen nehmen mit der Entfernung zum Zulauf ab und werden in einer Konstruktionsvariante durch ein kompressibles Luftpolster vor dem Ventil weiter gedämpft.

Eine Ausführungsform besteht darin, die Bildung des Überdruckventils / der Überdruckventilfunktion mit dem Material des Ausgleichselements vorzunehmen. So kann der Volumenausgleich durch einen Faltenbalg aus EPDM realisiert werden. Hierbei ist es möglich, an der Dichtkante mit dem Hydraulik-Reservoir eine Lippendichtung zu integrieren, die über eine Vorspannung durch eine Verschraubung zwischen dem Deckel und der Zusatzöffnung ein Überdruckventil bildet. Eine andere Ausführungsform besteht darin, eine komplette Trennung der Ventilfunktion und dem Ausgleichselement vorzunehmen. Bei dieser Anordnung ist es nötig, dass die Geometrie eine Mindestmenge an Luft zwischen dem Ventil und dem Fluid- pegel sicherstellt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Erfindung ein Reservoir für ein Hydraulikmedium betrifft. Im Stand der Technik wird in das Reservoir ein Ausgleichselement mit einem Überdruckventil integriert, wobei sich das Überdruckventil unterhalb des Fluidpegels des Reservoirs befindet und erst durch eine Druckerhöhung aus dem Fluid gehoben wird. Zum Schutz des Überdruckventils vor dynamischen Druckstößen aus dem Zulauf, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Ausgleichselement und das Überdruckventil derart anzuordnen, dass Druckstöße aus dem Zulauf zunächst zum Ausgleichselement, dann zu einem Strömungswiderstand und dann zu einem Luftpolster gelangen, bevor sie das Überdruckventil erreichen. Das Überdruckventil wird also möglichst weit entfernt vom Zulauf angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2: eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Hydraulik-Reservoirs;

Fig. 3: eine Ausführungsform, bei der ein Volumenausgleichselement integral mit einem Faltenbalg ausgestaltet ist;

Fig. 4: eine Detailansicht, die dem Faltenbalg zeigt, wie er ebenfalls die Funktion eines Überdruckventils einnimmt; und

Fig. 5: eine weitere Ausführungsform, bei der das Volumenausgleichselement und das Überdruckventil separat voneinander angeordnet sind. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander aus- getauscht werden.

Fig. 1 zeigt ein Hydraulik-Reservoir 1 für ein Hydraulikmittelleitsystem. Darin ist ein Zulauf 2 angeordnet, der den Zugang zu einem Druckraum 3 ermöglicht. Ein Volumenausgleichselement 4 besitzt die Funktion, auf Druckschwankungen im Druckraum 3 dämpfend zu reagieren. Bei zu hohen Drücken, ist es möglich, dem Druckraum 3 über ein Überdruckventil 5 Fluid abzuführen. Geometrisch vor dem Überdruckventil 5 ist ein Luftpolster 6 angeordnet. Auch dieses besitzt die Funktion, dämpfend auf den Druckraum 3 wirkende Druckschwankungen einzuwirken. Um diesen Effekt der Ab- milderung von Druckschwankungen zu verstärken, besitzt die erfindungsgemäße Vor- richtung weiterhin eine Dämpfungsstrecke 7. Diese verläuft im Ersatzschaubild in Fig. 1 von einem Dämpfungsstreckenbeginn 8 bis zu einem Dämpfungsstreckenende 9.

Bei einer ausreichend hohen Dynamik an Druckschwankungen am Zulauf 2, ziehen die ursprünglich quasistatischen Verschiebungen nennenswerte dynamische Effekte nach sich. Diese bewirken, dass im Hydraulikmittel, das idealisiert betrachtet inkomp- ressibel ist, unterschiedliche Drücke anliegen. Ein Druck p1 ist am meisten von einer Druckschwankung am Zulauf beeinträchtigt. Ein Druck p2, der am Volumenausgleichselement 4 anliegt, ist bereits weniger von jenen Effekten am Zulauf 2 beein- flusst. Ein Druck p3 liegt vor dem Luftpolster 6 an. Dieser ist aufgrund der Dämp- fungsstrecke 7 am wenigstens von den Effekten am Zulauf 2 beeinflusst. Diese unterschiedlichen Drücke sind dafür verantwortlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ein unerwünschtes Austreten des Hydraulikmittels über das Überdruckventil 5 vermeidet. Durch die Variable x wird ein Zu- bzw. ein Ablauf in das Hydraulik-Reservoir 1 dargestellt. Dieser führt sowohl zu einer Verschiebung des Volumenausgleichselements 4, um den Weg u, als auch zu einer Kompression oder Expansion der Luft im System und somit zu einer Änderung des Pegels um v. Die räumliche Distanz zwischen einer Unterseite 10 des Volumenausgleichselements 4 und einem Fluidpegel 1 1 ist durch die Dämpfungsstrecke 7 abgebildet. Besitzt x ausreichend Dynamik, werden die quasistatischen Verschiebungen durch nennenswerte dynamische Effekte ergänzt. Die Verschiebung x führt zu einer Druckminderung in p1 . Dieser entspricht nähe- rungsweise p2, welcher von der Steifigkeit und der Dämpfung der Verschiebung u abhängt. Über die Dämpfungsstrecke 7 besitzt das Fluid einen Strömungswiderstand, der proportional zu seiner Fließgeschwindigkeit ist. Außerdem hat das Fluid in diesem Teil eine Trägheit, sodass es bei Verschiebung erst beschleunigt werden muss. In der Folge ist die Amplitude von p3 kleiner als die Amplituden von p2 und p1 bei einer Ver- Schiebung um x. Weiterhin sei erwähnt, dass die Ausnutzung der dämpfenden Wirkung in der Dämpfungsstrecke 7 durch die vorgestellten Effekte am Überdruckventil 5 den Kern dieser Erfindung darstellt.

In Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Analog zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, besteht das Volumenausgleichselement 4 auch hier aus mehreren Komponenten. Neben der Unterseite 10, die bei Bedarf als gasdurchlässige Membran ausgebildet werden kann, wodurch ein Entkommen der Bläschen, die sich im Fluid gebildet haben, ermöglicht wird, setzt sich das Volumenausgleichselement 4 aus einer elastischen Komponente 12 und einer dämpfenden Komponente 13 zusammen.

In Fig. 2 ist deutlich sichtbar dargestellt, dass der Fluidpegel 1 1 unterhalb eines Luftpolsters 6 angeordnet ist, das wiederum an das Überdruckventil 5 anschließt. Der Zulauf 2 ist in Fig. 2 deutlich kleiner dargestellt als in Fig. 1 . Die Anordnung aus Fig. 2 of- fenbart darüber hinaus die maximale Distanz zwischen dem Zulauf 2 und dem Überdruckventil 5.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist ein Faltenbalg 14 als Volumenausgleichselement 4 angeordnet. Weiterhin offenbart die Ausführungsform in Fig. 4 eine Zusatzöffnung 15, die von einem Deckel 16 verschlossen wird. Zwischen der Zusatzöffnung 15 und dem Deckel 16 ist ein Dichtelement 17 angeordnet. Der Faltenbalg 14 ist aus einem Elastomer oder einem Kaut- schuk gefertigt und ist zumindest abschnittsweise fluidundurchlassig. Seine Unterseite 1 1 kann auch hier gasdurchlässig oder gasundurchlässig sein.

In Fig. 4 ist eine Detailansicht sichtbar, die ein Verschrauben des Deckels 16 auf der Zusatzöffnung 15 zeigt. Hierbei ist das Dichtelement 17 als Lippendichtung 18 aufgeführt. Über eine weitere Lippe 19 ist es zudem möglich, in dem in Fig. 3 vorgestellten Ausführungsbeispiel die Funktion des Überdruckventils 5 integral mit der Lippendichtung 18 vorzunehmen. Über eine Verschraubung 20 kann hierbei die Vorspannung der Lippe 19 und somit des Überdruckventils 5 vorgenommen werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Diese realisiert das Überdruckventil 5 geometrisch separat vom Volumenausgleichselement 4. Neben der Anordnung des Volumenausgleichselements 4 mit einem Faltenbalg 14, sowie dem Deckel 16 und dem Dichtelement 17 ist hier eine Erhöhung 21 dargestellt, an deren äußeren Ende das Überdruckventil 5 angeordnet ist. Die Erhöhung 21 ermöglicht es, eine Mindestmenge an Luft zwischen dem Überdruckventil 5 und dem Fluidpegel 1 1 sicherzustellen.

Bezugszeichenliste

1 Hydraulik-Reservoir

2 Zulauf

3 Druckraum

Volumenausgleichselement

5 Überdruckventil

6 Luftpolster

7 Dämpfungsstrecke

8 Dämpfungsstreckenbeginn

9 Dämpfungsstreckenende

10 Unterseite

1 1 Fluidpegel

12 elastische Komponente

13 dämpfende Komponente

14 Faltenbalg

15 Zusatzöffnung

16 Deckel

17 Dichtelement

18 Lippendichtung

19 Lippe

20 Verschraubung

21 Erhöhung p1 Druck am Zulauf

p2 Druck am Volumenausgleichselement p3 Druck am Luftpolster

x Verschiebung am Zulauf

u Verschiebung am Volumenausgleichselement v Verschiebung am Luftpolster