DE10027172A1

DE10027172A1 - Hydraulikaggregat

Info

Publication number: DE10027172A1
Application number: DE10027172A
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-06-07
Also published as: DE50008872D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat, insbesodere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einer Pumpe (4) und einem Elektromotor (2) zum Antrieb der Pumpe (4), wobei sich der Antrieb des Elektromotors (2) in einen Kurbelraum (4') der Pumpe (4) erstreckt sowie mit einer Be- und Entlüftung des Kurbelraums (4') zum Druckausgleich mit der Atmosphäre mittels eines Druckausgleichskanals (5). Der Druckausgleichskanal (5) ist über in Grundstellung geschlossene, differenzdruckabhängige Ein- und Auslassventile (8, 9) mit der Atmosphäre verbindbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 44 38 163 A1 ist bereits ein Hydraulikaggregat der angegebenen Art bekannt geworden. Bei diesem Hydrauli kaggregat bedarf es zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug be sonderer Maßnahmen, um die Spezifikationen zur Funktion stüchtigkeit der Anlage, beispielsweise einem Salzsprühtest, und damit den späteren alltäglichen Anforderungen im Betrieb an Salz- und Spritzwasserunempfindlichkeit gerecht zu wer den.

Ein gemeinsames Ventilationssystem sorgt dafür, dass die Be- und Entlüftung der Hohlräume im Hydraulikaggregat zum Druck ausgleich mit Atmosphäre ausschließlich über eine einzige Belüftungsstelle erfolgt, die mit einem Druckausgleichkanal des Ventilationssystems in Verbindung steht. Diese Belüf tungsstelle weist einen gasdurchlässigen, jedoch für die Flüssigkeit und für Festkörperpartikel undurchlässigen Wandabschnitt auf.

Alternativ dazu kann die Belüftungsstelle mit einem Rück schlagventil versehen sein, das die Hohlräume gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit schützt.

Der flüssigkeitsundurchlässige Wandabschnitt verhindert je doch den Ablauf von Leckageflüssigkeit der Pumpe, die sich zunächst im Kurbelraum der Pumpe ansammeln kann und die in den Elektromotor und damit in dem vorliegenden Ausführungs beispiel auch in Richtung der übrigen, über das Ventilati onssystem verbundenen Funktionselementen des Hydraulikaggre gats zurückstauen kann, so dass bereits geringe Mengen von Leckageflüssigkeit im Elektromotor zu Betriebsstörungen des Hydraulikaggregats führen können.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hy draulikaggregat der angegebenen Art derart zu verbessern, dass Leckageflüssigkeit der Pumpe sicher aus dem Kurbelraum ins Freie abgeleitet werden kann, ohne den Luftaustausch und damit die Belüftung des Hydraulikaggregats zu behindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Hydraulikaggregat der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkma le des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand zweier Zeich nungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Hydraulikaggregats, mit einem zwischen dem Aufnahmekörper und einer Abdec kungseinheit angeordneten Druckausgleichskanal,

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausgestaltung des Druckausgleichkanals in Form eines mit Einlass- und Aus lassventilen versehenen Rohrstücks.

Die Fig. 1 zeigt ein Hydraulikaggregat mit einem im Schnitt dargestellten Aufnahmekörper 10 zur Anordnung des Elektromo tors 2, mehrerer Ventilelemente 3 und eines Speicherelemen tes 1. Der Elektromotor 2 ist als Gleichstrommotor ausge führt, dessen Rotor an einem Wellenende in einem topfförmi gen Gehäuse gelagert ist und dessen weiteres Lager in einer Sackbohrung des Aufnahmekörpers 10 geführt ist. Dieses Lager führt die Welle des Elektromotors 2 in Nähe des in einem sog. Kurbelraum 4' reichenden Wellenexzenterzapfens, der zur Betätigung einer mit Radialkolben versehenen Pumpe 4 ein Na dellager aufweist. Ein weiterer, im Durchmesser verkleiner ter Bohrungsabschnitt schließt sich der Lagerstelle des Elektromotors 2 im Aufnahmekörper 10 an. Diesem Bohrungsab schnitt folgt der Druckausgleichskanal 5 in Richtung zur Oberfläche des Aufnahmekörpers 10. Auf dieser Stirnfläche des Aufnahmekörpers 10 befindet sich eine Abdeckungseinheit 7, die Ventilelemente 3 atmungsaktiv umschließt. Zur Aufnah me von elektrischen bzw. elektronischen Komponenten kann der Hohlraum 3' unterteilt sein. In Querlage zum Elektromotor 2 ist das Speicherelement 1 im Aufnahmekörper 10 beweglich ausgerichtet. Der zwischen dem kolbenförmigen Speicherele ment 1 und dem Verschlussdeckel angeordnete Hohlraum 1' steht beispielhaft über einen Druckausgleichskanal 6 mit dem Hohlraum 2' des Elektromotors 2 in Verbindung. Hierzu weist die Bürstenplatte des Antriebselementes 2 entsprechende Durchbrüche auf, die eine offene Verbindung zwischen dem Hohlraum 1' und dem Hohlraum 2' herstellen, wobei der Hohl raum 2' des Elektromotors 2 vorzugsweise über die Spielpas sung der Bürstenplatte auf der Antriebswelle und den Abständen zwischen den Lagerkugeln einen druckausgleichenden Ver bindungspfad in Richtung des Kurbelraums 4' aufweist, dem sich schließlich als einzige zentrale Belüftungsstelle der eingangs erwähnte Druckausgleichkanal 5 anschließt. Damit ist ausschließlich über die zwischen dem Aufnahmekörper 10 und der Abdeckungseinheit 7 vorhandene Belüftungsstelle eine die Hohlräume im Hydraulikaggregat mit der Atmosphäre ver bindende offene Stelle vorhanden, die auch Leckageflüssig keit der Pumpe 4 sicher aus dem Kurbelraum 4' in die Abdec kungseinheit 7 ausfließen lässt, um auf jeden Fall eine Ver schmutzung des Elektromotors 2 zu verhindern.

Etwaige Druckänderungen im Betrieb des Hydraulikaggregates, die insbesondere durch die Bewegung des Speicherelements 1 den Hohlraum 1' als Expansions- und Kompressionsraum wirken lassen, werden damit ausschließlich innerhalb eines ge schlossenen Ventilationskreislaufes übertragen, wobei die durch Rotation erzeugten Ventilationsströme im Hohlraum 2' den Druckänderungen des Speicherelementes 1 untergeordnet sind. Gleichfalls ist die durch Rotation des Elektromotors 2 hervorgerufene Luftströmung infolge ihres gleichbleibenden Verlaufs von untergeordneter Bedeutung, so dass die Be- und Entlüftung und damit die Ventilation im Hydraulikaggregat im wesentlichen durch die diskontinuierliche Arbeitsweise des Speicherelementes 1 und der Kolbenoszillation der Pumpe 4 bestimmt wird.

Die Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die er findungsgemäße Ausgestaltung des Druckausgleichskanals 5, der zuvor bereits anhand der Fig. 1 aufgezeigt wurde. Erfin dungsgemäß weist der Druckausgleichskanal 5 Ein- und Aus lassventile 8, 9 auf, die voneinander unabhängig und in unterschiedlichen Schließ- und Öffnungsrichtungen an den Ein- und Auslasskanälen 16, 15 angeschlossenen zu betätigen sind und die in ihrer Grundstellung geschlossen verharren. Die Einlass- und Auslassventile 8, 9 sind derart gewählt, dass sie bereits mittels einer geringen Druckdifferenz geöffnet werden können. Um die Ein- und Auslassventile 8, 9 funktions gerecht im Bereich des Druckausgleichskanals 5 integrieren zu können, sind diese am Rohrstück 11 verkörpert, so dass dieses Rohrstück 11 die Einlass- und Auslassventile 8, 9 trägt. Das Rohrstück 11 bildet somit mit den Einlass- und Auslassventilen 8, 9 eine eigenständig handhabbare Unterbau gruppe, die somit als Verlängerung des Druckausgleichskanals 5 aus dem den Elektromotor 2 tragenden Aufnahmekörper 10 hervorsteht. Die Einlass- und Auslassventile 8, 9 können als Membran-, Platten- oder Kugelrückschlagventile ausgeführt werden. In vorliegendem Ausführungsbeispiel wurde zur Ge währleistung einer möglichst kleinen Bauform eine Konstruk tion bestehend aus der Membran- und Plattenbauform gewählt, die ein besonders günstiges Ansprechverhalten bei gleichzei tig guter Dichtwirkung ermöglicht. Konstruktiv werden des halb die Einlass- und Auslassventile 8, 9 durch Ventilgummis dargestellt, die in ihrer Mitte an einem Zapfen 17 des Rohr stücks 11 verankert sind und mit ihrem Außenumfang jeweils einen Dichtsitz mit Vorsprüngen (Rahmen 13) am Rohrstück 11 bilden. Das Einlassventil 8 ist hierzu an der Mantelfläche des Rohrstücks 11 angeordnet und das Auslassventil 9 befin det sich an der vom Kurbelraum 4' abgewandten Stirnfläche des Rohrstücks 11. Ferner wird das Einlassventil 8 von einem gasdurchlässigen, jedoch festkörper- und flüssigkeitsun durchlässigen Element 12 überdeckt, das in einem das Ein lassventil 8 aufnehmenden Rahmen 13 eingesetzt ist, der zur Integration des Einlassventils 8 einen entsprechenden Überstand am Rohrstück 11 aufweist. Hierdurch liegt der nach in nen gewölbte Ventilkörper des Einlassventils 8 mit seinem Außenumfang in der geschlossenen Grundstellung an einer als Ventilsitz 14 wirksamen Innenstirnfläche des gasdurchlässi gen Elements 12 an. Diese gewählte Konstruktion hat den Vor teil, dass sich eine aus dem Kurbelraum 4' kommende Pumpen leckage abbildungsgemäß vor dem Auslassventil 9 ansammeln und damit zunächst zwischengespeichert werden kann, da das Einlassventil 8 und das Element 12 nach außen grundsätzlich sperrend wirken, so dass bis zum Erreichen des Öffnungs drucks des Auslassventils 9 ein Flüssigkeitsaustritt über das Auslassventil 9 verhindert ist. Erst eine Erwärmung, beispielsweise durch ein Aufheizen des Hydraulikaggregats durch die Motorraumwärme in einem Kraftfahrzeug, wird im Rohrstück 11 der Öffnungsdruck am Auslassventil 9 erreicht, so dass sowohl erwärmte Luft als auch die Leckageflüssigkeit ins Freie abgeblasen werden können, wozu sich die Dichtlippe des Auslassventils 9 von der rahmenförmigen Stirnfläche des Rohrstücks 11 abhebt und den Auslasskanal 15 im Rohrstück 11 freigibt. Ein Öffnen des Auslassventils 9 kann sich ebenso durch den Betrieb des Elektromotors 2 einstellen, da sich der Rotor und mit ihm die darin befindliche Luft erwärmt, was gleichfalls zu einem geringen Überdruck im Rohrstück 11 führt, so dass in jedem Fall ein Druckausgleich über das Auslassventil 9 erfolgt, unabhängig davon, ob das Rohrstück 11 mit Leckageflüssigkeit gefüllt ist.

Sobald sich das Hydraulikaggregat abkühlt, entsteht inner halb des Rohrstücks 11 ein Druckgefälle, das einerseits durch den auf die Außenfläche des Auslassventils 9 wirksamen Atmosphärendruck zu einer verstärkten Dichtwirkung des Aus lassventils 9 führt, andererseits wird durch die gewählte Anordnung des Einlassventils 8 eine Sogwirkung auf das Ein lassventil 8 ausübt, die zum Abheben der Dichtlippe des Ein lassventils 8 vom Ventilsitz 14 am Element 12 führt, wodurch Luft aus der Atmosphäre über das Element 12, das Einlassven til 8 und die Einlasskanäle 16 in Richtung des Rohrstückes 11 strömt, bis sich ein Druckausgleich im Rohrstück 11 ein stellt. Das ausschließlich gasdurchlässige Element 12 kann beispielhaft durch eine Goretex-Membran oder ein feinmaschi ges Sieb realisiert werden.

Damit ist sichergestellt, dass das Hydraulikaggregat einer seits tauchfähig ist, ohne Kompromisse hinsichtlich des Druckausgleichs und der Abfuhr von Pumpenleckage eingehen zu müssen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Druckausgleichkanals 5 ist damit prinzipiell als differenzdruckaktivierte Flüssig keitspumpe zu verstehen, die anhand von Druckunterschieden, wie sie sich beim Aufheizen und Abkühlen des Hydraulikaggre gates ergeben, die Leckageflüssigkeit der Pumpe ins Freie abpumpt. Das Eintauchen eines erwärmten Hydraulikaggregats in kaltes Wasser führt zwangsläufig dazu, dass zunächst in folge des Druckgefälles im Rohrstück 11 das Einlassventil 8 öffnet, um infolge des Abkühlvorganges noch Luft in das Rohrstück 11 einströmen zu lassen, bis der Wasserpegel au ßerhalb des Rohrstücks 11 das flüssigkeitsundurchlässige Element 12 erreicht. Danach ist der Druckausgleich unterbro chen und es kann kein Wasser in das Rohrstück 11 und damit in Richtung des Kurbelraums 4' gelangen. Befindet sich das Hydraulikaggregat wieder oberhalb des Wasserpegels, dann kann das Wasser von dem Element 12 abtropfen bzw. abdunsten und der Luftaustausch über das Einlassventil 8 ist wieder möglich.

Durch die gewählte Konstruktion sind somit Folgeschäden, z. B. durch Korrosion von Bauteilen oder Kurzschlüssen von spannungsführenden Elementen innerhalb des Hydraulikaggre gats ausgeschlossen.

Bezugszeichenliste

1

Speicherelement

1

' Hohlraum

2

Elektromotor

2

' Hohlraum

3

Ventilelement

3

' Hohlraum

4

Pumpe

4

' Kurbelraum

5

Druckausgleichskanal

6

,

6

' Druckausgleichskanal

7

Abdeckungseinheit

8

Einlassventil

9

Auslassventil

10

Aufnahmekörper

11

Rohrstück

12

Element

13

Rahmen

14

Ventilsitz

15

Einlasskanal

16

Auslasskanal

17

Zapfen

Claims

1. Hydraulikaggregat, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einer Pumpe und einem Elektromotor zum Antrieb der Pumpe, wobei sich der An trieb des Elektromotors in einen Kurbelraum der Pumpe erstreckt sowie mit einer Be- und Entlüftung des Kurbel raums zum Druckausgleich mit der Atmosphäre mittels ei nes Druckausgleichkanals, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichskanal (5) über in Grundstellung ge schlossene, differenzdruckabhängige Ein- und Auslassven tile (8, 9) mit der Atmosphäre verbindbar ist.

2. Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Druckausgleichskanal (5) zumindest teil weise durch ein Rohrstück (11) hindurch geführt ist, das die Einlass- und Auslassventile (8, 9) aufnimmt.

3. Hydraulikaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass das Rohrstück (11) mit den Einlass- und Aus lassventilen (8, 9) eine eigenständig handhabbare Unter baugruppe bildet, die sich als Verlängerung des Druck ausgleichskanals (5) aus einem einen Elektromotor (2) tragenden Aufnahmekörper (10) hervorsteht.

4. Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassventile (8, 9) als Platten- oder Kugelrück schlagventile ausgeführt sind.

5. Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (8) an der Mantelfläche des Rohrstücks (11) und dass das Auslassventil (9) an der vom Kurbelraum (4') abgewandten Stirnfläche des Rohrstücks (11) angeordnet ist.

6. Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprü che 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass ventil (8) von einer gasdurchlässigen, jedoch festkör per- und flüssigkeitsundurchlässigen Element (12) über deckt ist, das an einem das Einlassventil (8) aufnehmen den Rahmen (13) gehalten ist, der das Einlassventil (8) aufweist.

7. Hydraulikaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass das Einlassventil (8) in der geschlossenen Grundstellung an einer als Ventilsitz (14) wirksamen Stirnfläche des gasdurchlässigen Elements (12) anliegt.