DE10140918A1 - Motor-Pumpen-Aggregat, insbesondere für ein Kraftfahrzeugbremssystem - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motor-Pumpen-Aggregat (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeugbremssystem, mit einer Motor-Einheit (3) und mit einer Pumpen-Einheit (2), welche eine von der Motor-Einheit (3) antreibbare Pumpenwelle (5) umfasst, die in einem Pumpengehäuse (4) drehbar gelagert ist, wobei die Pumpenwelle (5) mittels eines Exzenters (8) mit mindestens einem verschiebbar im Pumpengehäuse (4) angeordneten Kolben (7) zusammenwirkt. Dabei ist die Pumpenwelle (5) verdrehfest an eine Motorwelle (12) gekoppelt. Zur Ausbildung einer kompakten Bauform ist die Pumpenwelle (5) erfindungsgemäß mittels genau eines Wälzlagers (20, 20', 30) innerhalb einer Lagerbohrung (6, 6') im Pumpengehäuse (4) gelagert, wobei das Wälzlager (20, 20', 30) neben Radiallasten auch Axiallasten in beiden Axialrichtungen aufnehmen kann. Ein solches Wälzlager (20, 20', 30) zeichnet sich unter anderem durch ein geringes Betriebsgeräusch aus. Ferner können zusätzliche Lager für die Pumpen- (5) bzw. die Motorwelle (12) vorteilhaft eingespart werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motor-Pumpen-Aggregat, insbesondere für ein Kraftfahrzeugbremssystem, mit einer Mo­ tor-Einheit und mit einer Pumpen-Einheit, welche eine von der Motor-Einheit antreibbare Pumpenwelle umfasst, die in einem Pumpengehäuse drehbar gelagert ist, wobei die Pumpenwelle mittels eines Exzenters mit mindestens einem verschiebbar im Pumpengehäuse angeordneten Kolben zusammenwirkt. Ein solches Motor-Pumpen-Aggregat eignet sich vor allem zur Förderung der Bremsflüssigkeit bzw. zum Bremsdruckaufbau, um elektronisch geregelte Fahrerassistenzfunktionen innerhalb eines elektro­ nisch geregelten Kraftfahrzeugbremssystems umzusetzen, wie z. B. Antiblockiersystem (ABS), Antriebschlupfregelung (ASR), elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder elektro­ hydraulische Bremsanlage (EHB).

Aus der DE 197 20 615 C1 ist ein Pumpenaggregat für eine schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage bekannt, das einen Elek­ tromotor und eine Radialkolbenpumpe aufweist. Die Radialkol­ benpumpe umfasst eine elektromotorisch betriebene Pumpenwelle mit einem damit verbundenen Exzenter, über den zumindest ein Kolben angetrieben wird. Eine solche Exzenteranordnung wird dabei zur Umsetzung von Rotations- in Linearbewegungen einge­ setzt. Um ein direktes Schleifen des Exzenters am an­ triebsseitigen Ende des Kolbens zu vermeiden, ist auf den Ex­ zenter der Pumpenwelle ein Radiallager aufgesteckt, welches den Radialbewegungen des Exzenters folgt. Die Pumpenwelle ist an beiden Enden über zwei getrennte Kugellager im Pumpenge­ häuse drehbar gelagert, von denen eines als Festlager ausge­ bildet ist. Dennoch ist die Lagerung der Pumpenwelle nur un­ zureichend für die Aufnahme von Axiallasten geeignet, die insbesondere durch die Kopplung an die Motorwelle entstehen können. Die Verwendung zweier Lager bedeutet ferner einen un­ nötig hohen Bauteilaufwand sowie einen großen Bauraumbedarf für das Pumpenaggregat.

Angesichts dessen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung darin, ein verbessertes Motor-Pumpen-Aggregat anzugeben, dass kompakt ausgebildet werden kann sowie eine einfache und kostengünstige Lagerung der Pumpenwelle aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergegeben. Danach umfasst das Motor-Pumpen-Aggregat, insbesondere für ein Kraftfahr­ zeugbremssystem, eine Motor-Einheit und eine Pumpen-Einheit, welche eine von der Motor-Einheit antreibbare Pumpenwelle aufweist, die in einem Pumpengehäuse drehbar gelagert ist, wobei die Pumpenwelle mittels eines Exzenters mit mindestens einem verschiebbar im Pumpengehäuse angeordneten Kolben zu­ sammenwirkt bzw. diesen in seiner Wirkrichtung antreibt. Da­ bei ist die Pumpenwelle mittels genau eines innerhalb einer Lagerbohrung im Pumpengehäuse befestigten Wälzlagers gela­ gert, das neben Radiallasten auch Axiallasten in beiden Achs­ richtungen aufnehmen kann. Dies reduziert den Bauteilaufwand sowie den erforderlichen Bauraum und gewährleistet eine nahe­ zu spielfreie Lagerung der Pumpenwelle im Pumpengehäuse, was einen besonders geräuscharmen Betrieb des Motor-Pumpen- Aggregates erlaubt. Ferner kann das robuste Wälzlager neben Radiallasten auch Axiallasten in beiden Axialrichtungen auf­ nehmen, wodurch die Kopplung an eine Motorwelle erleichtert wird.

Eine bevorzugte Ausführung des Motor-Pumpen-Aggregats ergibt sich dadurch, dass die Wälzkörper des Wälzlagers von einem Außenring umgeben sind. Dies eröffnet die Möglichkeit eine für die Montage günstige vormontierte Baueinheit in Form ei­ ner Lagerpatrone zu schaffen, die das komplette Wälzlager um­ fasst. Darüber hinaus kann auch die Pumpenwelle in die Lager­ patrone integriert werden, insbesondere wenn an der Pumpen­ welle unmittelbar Laufflächen für die Wälzkörper des Wälzla­ gers angeformt sind. Gegebenfalls kann die Lagerpatrone noch um den Exzenter sowie das Exzenterlager ergänzt werden.

Eine vorteilhafte Ausführung des Motor-Pumpen-Aggregats wird dadurch erreicht, dass das Wälzlager formschlüssig, insbeson­ dere mittels einer Clinch-Verbindung, in der Lagerbohrung des Pumpengehäuses befestigt ist. Die formschlüssige Verbindung wird insbesondere zwischen dem Außenring und dem Pumpengehäu­ se realisiert und bewirkt einen sicheren Halt des Wälzlagers im Pumpengehäuse unabhängig von möglichen Temperatureinflüs­ sen. Eine Clinch-Verbindung bietet außerdem den Vorteil einer druckdichten Anordnung des Wälzlagers im Pumpengehäuse.

Eine Weiterbildung des Motor-Pumpen-Aggregats ergibt sich da­ durch, dass das Wälzlager mittels einer umlaufenden Anlage­ fläche am Außenring innerhalb der Lagerbohrung zentriert ist. Die Zentrierung stellt eine exakte Positionierung des Wälzla­ gers bzw. der Pumpenwelle im Pumpengehäuse sicher.

Ferner erweist es sich als sinnvoll, das Wälzlager an der der Motor-Einheit abgewandten Seite des Pumpengehäuses derart an­ zuordnen, dass das Wälzlager das Pumpengehäuse axial über­ ragt. Dies ermöglicht eine sehr kompakte und flache Gestal­ tung des Pumpengehäuses bzw. des Ventilblocks einer gattungs­ gemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage bezogen auf die Achsrichtung der Pumpenwelle.

Eine vorteilhafte Ausführung des Motor-Pumpen-Aggregats sieht vor, dass das Wälzlager mittels eines Dichtelementes gegen­ über dem Innenraum der Lagerbohrung abgedichtet ist. Ein sol­ ches Dichtelement verhindert das unerwünschte Eindringen von Leckageflüssigkeit in das Wälzlager bzw. in angrenzende ins­ besondere elektronische Baueinheiten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des Motor-Pumpen- Aggregats ist mittels des Wälzlagers neben der Pumpenwelle auch eine Motorwelle in der Lagerbohrung gelagert, wobei die Motorwelle verdrehfest an die Pumpenwelle gekoppelt ist. Es entfällt damit ein zusätzliches Wälzlager eigens für die Mo­ torwelle. Zur verdrehfesten Kopplung zwischen den beiden Wel­ len ist eine geeignete Kupplung mit Formschluss in Drehrich­ tung zwischen Motorwelle und Pumpenwelle vorgesehen, die das Antriebsmoment von der Motorwelle auf die Pumpenwelle über­ trägt. Eine derartige Kupplung umfasst insbesondere eine Formpaarung, die eine formschlüssige Verbindung zwischen Mo­ torwelle und Pumpenwelle schafft. Beispielweise ist die Kupp­ lung als Schlitzkupplung oder ähnliches ausgebildet. Dabei ist die Pumpenwelle vorzugsweise mittels eines Auswuchtge­ wichtes verdrehfest an die Motorwelle gekoppelt. Das Aus­ wuchtgewicht umgibt die formschlüssige Kupplung zwischen Mo­ tor- und Pumpenwelle und sorgt für eine einfache und zuver­ lässig Verbindung der beiden Wellen. Als Alternative kann die Pumpenwelle auch unmittelbar mittels des Wälzlagers verdreh­ fest an die Motorwelle gekoppelt sein, wobei das Wälzlager an der der Motor-Einheit zugewandten Seite innerhalb der Lager­ bohrung angeordnet ist. Dies reduziert noch einmal den Bau­ teilaufwand und schafft ein besonders kompaktes sowie monta­ gefreundliches Motor-Pumpen-Aggregat.

Eine weitere Alternative des Motor-Pumpen-Aggregats sieht vor, dass die Kupplung an der Schnittstelle von Motor- und Pumpenwelle zumindest ein Gelenk aufweist, um Winkelabwei­ chung und/oder Exzentrizitäten zwischen den Achsen der Pum­ pen- und der Motorwelle auszugleichen. Dies betrifft insbe­ sondere Motor-Pumpen-Aggregate, bei denen die Pumpenwelle koaxial zur Motorwelle verläuft. Möglicherweise auftretende Fertigungstoleranzen die solche Winkelabweichungen oder Ex­ zentrizitäten zwischen den beiden Wellenachsen bewirkten könnten, können demnach über das Gelenk in der Kupplung kom­ pensiert werden. Ein derartiges Gelenk ist beispielsweise in Form eines Kardan- oder eines Kugelgelenkes ausgeführt.

Eine sinnvolle Weiterbildung des Motor-Pumpen-Aggregats er­ gibt sich dadurch, dass das Wälzlager auf einer der Motor- Einheit abgewandten Seite mit einem Deckel oder einer Dich­ tung verschlossen ist, wobei das Wälzlager auf einer der Mo­ tor-Einheit abgewandten Seite in einer durch das Pumpengehäu­ se durchgängigen Lagerbohrung angeordnet ist. Der in das Wälzlager integrierte Deckel bzw. die Dichtung bewirkt einen dichten Verschluss des Wälzlagers bzw. der Pumpeneinheit und verhindert insbesondere das Eindringen von Flüssigkeit in ei­ ne an die Pumpeneinheit angrenzende elektronische Steuerein­ heit des Motor-Pumpen-Aggregats.

Als vorteilhafte Ausführung des Wälzlagers erweist sich ein Schrägkugellager, vor allem ein zweireihiges Schrägkugella­ ger, da diese Wälzlagerbauform sich besonders zur Aufnahme von Axiallasten in beiden Axialrichtungen eignet. Alternativ zu einem zweireihigen Schrägkugellager kann auch ein Vier­ punktlager innerhalb eines beschriebenen Motor-Pumpen- Aggregats Verwendung finden. Bei Einsatz eines zweireihigen Schrägkugellagers bietet es sich an, sowohl die Anlagefläche zur Zentrierung als auch die formschlüssige Befestigung des Schrägkugellagers zwischen den beiden Kugellagerreihen auszu­ bilden. Dies verbessert die exakte Positionierbarkeit sowie die Befestigung des Schrägkugellagers in der Lagerbohrung, wodurch sich ein spielfreier Betrieb des Lagers unabhängig von Temperatureinflüssen ergibt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der zeichnerischen Darstellung mehrerer Aus­ führungsbeispiele der Erfindung und deren nachfolgender Er­ läuterung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante eines Motor-Pumpen- Aggregats mit erfindungsgemäßer Pumpenwellenlagerung im Querschnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante des Motor-Pumpen- Aggregats mit einem abgedichteten Wälzlager im Quer­ schnitt;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsvariante des Motor-Pumpen- Aggregats im Querschnitt;

Fig. 4 eine vierte Ausführungsvariante des Motor-Pumpen- Aggregats mit nur einem Wälzlager für Pumpen- und Mo­ torwelle im Querschnitt;

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsvariante des Motor-Pumpen- Aggregats mit nur einem Wälzlager für Pumpen- und Mo­ torwelle im Querschnitt;

Fig. 6 eine weiterentwickelte Variante des Motor-Pumpen- Aggregats aus Fig. 4 mit einer verbesserten Kupplung zwischen Pumpen- und Motorwelle im Querschnitt und

Fig. 7 eine weiterentwickelte Variante des Motor-Pumpen- Aggregats aus Fig. 5 mit einer verbesserten Kupplung zwischen Pumpen- und Motorwelle im Querschnitt.

Die abgebildeten Figuren zeigen jeweils im Querschnitt ein Motor-Pumpen-Aggregat 1 wie es insbesondere innerhalb eines Kraftfahrzeugbremssystems Verwendung finden kann. Dabei sind gleiche bzw. ähnliche Bauteile innerhalb der Fig. 1-7 mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Motor-Pumpen-Aggregat 1 enthält eine Pumpen-Einheit 2 und eine nur teilweise darge­ stellte Motor-Einheit 3, die an der Pumpen-Einheit 2 zur Ausbildung eines gemeinsamen Motor-Pumpen-Aggregats 1 befe­ stigt ist. Darüber hinaus kann noch eine nicht gezeigte elek­ tronische Steuereinheit vorgesehen sein, die die Steuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 1 übernimmt und gegenüberliegend zur Motor-Einheit 3 an der Pumpen-Einheit 2 befestigt ist. Eine solches Motor-Pumpen-Aggregat 1 eignet sich beispiels­ weise zum Bremsdruckaufbau innerhalb eines elektronische ge­ regelten bzw. elektrohydraulischen Kraftfahrzeugbremssystems.

Im einzelnen umfasst die Pumpen-Einheit 2 ein Pumpengehäuse 4, in dem eine Pumpenwelle 5 innerhalb einer Lagerbohrung 6 drehbar gelagert ist. Die Pumpenwelle 5 dient dem Antrieb zu­ mindest eines verschiebbar im Pumpengehäuse 4 angeordneten Kolbens 7. Dazu ist die Pumpenwelle 5 mit einem Exzenter 8 verbunden, der die Rotationsbewegung der Pumpenwelle 5 in ei­ ne Translationsbewegung des Kolbens 7 umwandelt. Die Pumpen- Einheit 2 wirkt somit als Kurbeltrieb. Der Exzenter 8 kann sowohl einstückig an die Pumpenwelle 5 angeformt sein als auch als separater Exzenterring 9 an der Pumpenwelle 5 befe­ stigt sein. Der Exzenterring 9 wird von einem Exzenterlager 10 umgeben, das einen direkten Schleifkontakt zwischen Exzen­ ter 8 und Kolben 7 verhindert. Das Exzenterlager 10 verbes­ sert damit nicht nur den Wirkungsgrad sondern auch die Lauf­ ruhe des Motor-Pumpen-Aggregats 1. Zum Ausgleich der mögli­ cherweise durch den Exzenter 8 entstehenden Unwucht an der Pumpenwelle 5 kann ein Auswuchtgewicht 11 vorgesehen sein. Eine solches Auswuchtgewicht 11 ist jedoch in Abhängigkeit von der Größe der Unwucht nicht notwendigerweise erforder­ lich. Angetrieben wird die Pumpenwelle 5 über eine Motorwelle 12 der Motor-Einheit 3, die über eine geeignete Kupplung 13 mit Formschluss in Drehrichtung der Wellen 5, 12 verdrehfest an die Pumpenwelle 5 gekoppelt ist. Vorzugsweise verläuft die Pumpenwelle 5 koaxial zur Motorwelle 12. Die Kupplung 13 ver­ bindet die beiden freien Wellenenden formschlüssig durch Aus­ bildung einer geeigneten Formpaarung, z. B. eines Polygon-, eines Vielzahnprofils, eines Torx-Profiles oder ähnlichem. Dabei lässt die Kupplung ein begrenztes Spiel in axialer Richtung zwischen Pumpen- 5 und Motorwelle 12 zu. In den Fig. 1-5 ist eine vorteilhafte Schlitzkupplung 13 gezeigt, bei der gabelförmige Wellenenden 14, 15 über Kreuz form­ schlüssig ineinander greifen. Dabei wird die Verbindung der beiden gabelförmigen Wellenenden 14, 15 durch einen die Wel­ lenenden umgebenden Kreuzring 16 gesichert. Zur Lagerung der Motorwelle 12 im Pumpengehäuse 4 ist ein abgedichtetes Wälz­ lager 17, insbesondere ein Kugellager, vorgesehen. Zusätzlich ist im Pumpengehäuse 4 eine Dichtung 18 zwischen Motorwelle 12 und Lagerbohrung 6 angeordnet, die die Motor-Einheit 3 ge­ genüber der Pumpen-Einheit 2 vor allem gegenüber Flüssigkeit abdichtet.

Zur Lagerung der Pumpenwelle 5 innerhalb der Lagerbohrung 6 ist genau ein geeignetes Wälzlager 20 vorgesehen, das neben Radiallasten auch Axiallasten in beiden Achsrichtungen der Pumpenwelle 5 aufnehmen kann. Im Gegensatz zu bekannten Mo­ tor-Pumpen-Aggregaten wird die Pumpenwelle 5 damit nicht an beiden Wellenenden mit jeweils einem Kugellager gelagert. Als bevorzugte Wälzlagerbauform eignet sich insbesondere ein in den Figuren gezeigtes zweireihiges Schrägkugellager 20. Al­ ternativ dazu kann auch ein Vierpunktlager Verwendung finden. Dabei sind Laufflächen 40 für die Wälzkörper 24, 25, 34, 35 insbesondere direkt in die Pumpenwelle 5 eingeformt. Das zweireihige Schrägkugellager 20 ist für geringes Betriebge­ räusch spielfrei eingestellt und eignet sich zur Aufnahme möglicher Axiallasten, die durch die angekoppelte Motorwelle 12 entstehen können. Das Schrägkugellager 20 ist über eine am Außenumfang des Außenrings 22 umlaufende Anlagefläche 21 in­ nerhalb der Lagerbohrung 6 zentriert und damit in seiner kon­ zentrischen Position festgelegt. Weiterhin ist das Schrägku­ gellager 20 mit seinem Außenring 22 mittels einer formschlüs­ sigen Verbindung 23 in der Lagerbohrung 6 befestigt. Eine solche formschlüssige Verbindung ist bevorzugt als Clinch- Verbindung 23 ausgebildet, die sowohl eine sichere Befesti­ gung bietet als auch druckdicht ist. Zusätzliche Dichtelemen­ te zwischen Lagerbohrung 6 und Schrägkugellager 20 können vorteilhaft entfallen. Vorzugsweise sind die Anlagefläche 21 zur Zentrierung und die Clinch-Verbindung 23 zur Befestigung zwischen den beiden Kugelreihen 24, 25 des Schrägkugellagers 20 ausgebildet. Dadurch ist die Einbauposition des Schrägku­ gellagers 20 im Pumpengehäuse 4 sowie die voreingestellte Spielfreiheit des Schrägkugellagers 20 unabhängig von Be­ triebs- oder Temperatureinflüssen. Solche Temperatureinflüsse könnten sich insbesondere bei unterschiedlichen Materialien für das Pumpengehäuse 4, z. B. Aluminium, und den Außenring 22, z. B. Stahl, aufgrund verschiedener Wärmeausdehnungskoef­ fizienten negativ auswirken. An seiner der Motor-Einheit 3 abgewandten Seite ist das Schrägkugellager 20 außerdem vor­ teilhaft mit einem Deckel 26 dicht verschlossen. Der Deckel 26 dient dabei der Abdichtung der Pumpen-Einheit 2, vor allem bei einer durch das Pumpengehäuse 4 durchgängigen Lagerboh­ rung 6. Eine solche Abdichtung der Pumpen-Einheit 2 ist ins­ besondere dann von Bedeutung, wenn sich gegenüberliegend zur Motor-Einheit 3 eine nicht gezeigte elektronische Steuerein­ heit an die Pumpen-Einheit 2 anschließt.

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 weiterentwickelte Aus­ führung des zweireihigen Schrägkugellagers 20, wobei das Schrägkugellager 20 an seiner der Motor-Einheit 3 zugewandten Seite ein Dichtelement 27 aufweist, das zwischen dem Lagerau­ ßenring 22 und der Pumpenwelle 5 wirkt. Mittels des Dichtele­ mentes 27, das vorzugsweise aus elastischem Material besteht, ist der Innenraum der Lagerbohrung 6 abgedichtet. Zumindest einseitig kann damit das unerwünschte Austreten vor allem von Flüssigkeit aus der Pumpen-Einheit 2 verhindert werden.

Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsvariante eines Motor- Pumpen-Aggregats 1 zu entnehmen, bei der gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungen die Lagerung der Pumpenwelle 5 im wesentlichen mit Einzelbauteilen realisiert ist. Die Pumpen­ welle 4 ist lediglich über ein einziges zweireihiges Schräg­ kugellager 20' in der Lagerbohrung 6 drehbar gelagert. Dabei ist das Schrägkugellager 20' unmittelbar benachbart zum Ex­ zenter 8 angeordnet und mittels der genannten Zentrierung so­ wie formschlüssigen Verbindung 23 in der Lagerbohrung 6 fi­ xiert. Ferner liegen die Kugelreihen 24', 25' axial enger beieinander, um eine kompaktere Bauweise zu erreichen. Als Folge dieser Lageranordnung ist das Auswuchtgewicht 11 be­ nachbart zum Schrägkugellager 20' am freien Ende der Pumpen­ welle 5 befestigt. Zur Abdichtung des Innenraums der Lager­ bohrung 6 ist eine separater Verschlussdeckel 19 vorgesehen, der an einem Ende der durchgängigen Lagerbohrung 6 dicht mit dem Pumpengehäuse 4 verbunden ist. Auf weitere Dichtmittel am Schrägkugellager 20' kann somit vorteilhaft verzichtet wer­ den, so dass ein einfaches genormtes Schrägkugellager 20' Verwendung finden kann.

In den Fig. 4 und 5 sind weiterentwickelte Ausführungsva­ rianten der vorteilhaften Lagerung der Pumpenwelle 5 darge­ stellt, bei denen gleichzeitig auf ein separates Wälzlager für die Motorwellenlagerung im Pumpengehäuse verzichtet wer­ den kann. Dabei sind die Pumpen- 5 und die Motorwelle 12 mit nur einem gemeinsamen zweireihigen Schrägkugellager 20, 30 im Pumpengehäuse 4 gelagert. Dabei wird das Schrägkugellager 20, 30, von einem Außenring 22, 32 umgeben. Dies erlaubt die Aus­ bildung einer montagefreundlichen, vormontierten Lagerpatrone 29, 39, die zumindest das Wälz- bzw. Schrägkugellager 20, 30 sowie die Pumpenwelle 5 umfasst. Je nach Anwendungsfall kann diese Lagerpatrone 29, 39 noch um dem Exzenter 8 und das Ex­ zenterlager ergänzt werden. Die gesamte Lagerpatrone 29, 39 wird dann während der Montage mittels formschlüssiger Verbin­ dung 23, 33 am Pumpengehäuse 4 befestigt.

Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 vergleichbare Anordnung. Im Unterschied zur Ausführungsvariante nach Fig. 1 entfällt das dort gezeigte Motorwellenlager 17 sowie der Kreuzring 16 der Kupplung 13. Gemäß Fig. 4 wird die formschlüssige Kupplung 13, insbesondere Schlitzkupplung, zwischen Pumpen- 5 und Mo­ torwelle 12 an den beiden Wellenenden mittels des Auswuchtge­ wichtes 11' zusammengehalten. Dabei umgibt das Auswuchtge­ wicht 11' die beiden gabelförmig ineinander gesteckten Welle­ nenden 14, 15. Dadurch wird die Motorwelle 12 an der Pumpen­ welle 5 geführt. Vorzugsweise wird das Auswuchtgewicht 11' auf das gabelförmige Wellenende 14 aufgepresst, wobei zwi­ schen dem Auswuchtgewicht 11' und dem gabelförmigen Wellenen­ de 15 der Motorwelle 12 eine Spielpassung ausgebildet ist. Die Motorwelle 12 lässt sich dann montagefreundlich zur Aus­ bildung der Schlitzkupplung in das Auswuchtgewicht 11' ein­ stecken. Es ergibt sich somit ein äußerst kompaktes Motor- Pumpen-Aggregat 1, das zudem nur einen geringen Bauteilauf­ wand erfordert.

Fig. 5 zeigt eine zu Fig. 4 alternative Ausführung der La­ geranordnung, bei der das zweireihige Schrägkugellager 30 gleichzeitig zur Lagerung von Pumpen- 5 und Motorwelle 12 so­ wie zur verdrehfesten Kopplung der beiden Wellen genutzt wird. Dazu ist das Schrägkugellager 30 unmittelbar im Über­ gangsbereich zwischen Pumpen- 2 und Motor-Einheit 3 in der Lagerbohrung 6' angeordnet. Das Schrägkugellager 30 ist dabei in bereits beschriebener Art und Weise mittels einer Anlage­ fläche 31 sowie einer formschlüssigen Verbindung 33, z. B. Clinch-Verbindung, in der Lagerbohrung 6' positioniert und befestigt. Dabei liegen die Zentrierung und die formschlüssi­ ge Verbindung 33 vorzugsweise zwischen den beiden Kugelreihen 34, 35. Die Lagerbohrung 6' gemäß Fig. 5 ist im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen nicht durchgängig sondern endet sacklochartig im Pumpengehäuse 4. Aufgrund der druckdichten und formschlüssigen Clinch-Verbindung 33 ist nur noch ein Dichtelement 37 notwendig, um den Innenraum der La­ gerbohrung 6' gegenüber der Motor-Einheit 3 abzudichten. Die­ ses elastische Dichtelement 37 ist bevorzugt in das Schrägku­ gellager 30 integriert, wo es zwischen Außen- 32 und dem In­ nenring 36 wirksam ist. Daraus resultiert eine sehr kompakte Bauform für das Motor-Pumpen-Aggregat 1.

Zur Ausbildung der formschlüssigen Kupplung 13 zwischen Pum­ pen- 5 und Motorwelle 12 werden die formschlüssig ineinander gesteckten Wellenenden 14, 15 vom Innenring 36 des Schrägku­ gellagers 30 zusammengehalten. Der Innenring 36 kann dabei alternativ ein- oder zweiteilig ausgeführt sein. Insbesondere wird der Innenring 36 einerseits auf die Pumpenwelle 5 aufge­ presst und erlaubt andererseits gleichzeitig durch Ausbildung einer Spielpassung ein montagefreundliches Einstecken der Mo­ torwelle 12. Das Auswuchtgewicht 11 ist gemäß Fig. 5 unmit­ telbar neben dem Exzenter 8 auf der Pumpenwelle befestigt.

Fig. 6 zeigt eine ausgehend von der Ausführung nach Fig. 4 weiterentwickelte Variante des Motor-Pumpen-Aggregats 1 mit einer verbesserten Kupplung 43 zwischen Motor- 12 und Pumpen­ welle 5. An der Pumpenwelle 5 sind insbesondere Laufflächen 40' für die Wälzkörper bzw. Kugelreihen 24, 25 direkt einge­ formt. Dadurch lässt sich eine einfach aufgebaute vormontier­ te Lagerpatrone 29 erreichen, die zumindest das Wälz- bzw. Schrägkugellager 20 sowie Pumpenwelle 5 umfasst. Die Lagerpa­ trone 29 wird dabei an einer der Motor-Einheit 3 abgewandten Seite im Pumpengehäuse 4 formschlüssig befestigt. Dabei über­ ragt die Lagerpatrone 29 bzw. das Wälzlager 20 im eingebauten Zustand axial das Pumpengehäuse 4, wodurch dieses in Achs­ richtung sehr kompakt gestaltet werden kann. Insbesondere be­ sitzt die Lagerpatrone 29 an beiden axialen Enden des Außen­ rings 22 jeweils ein Dichtelement 27, 28, durch die der In­ nenraum der Lagerbohrung 6 gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Dies schützt vor allem auch eine nicht gezeigte elek­ tronische Steuereinheit, die häufig an der der Motor-Einheit 3 abgewandten Seite an das Pumpengehäuse 4 anschließt. Der zum Antrieb des Kolbens 7 erforderliche Exzenter 8 wird durch einen endseitigen Zapfen 41 der Pumpenwelle 5 gebildet. Die­ ser ist exzentrisch zur Achse 50 der Pumpenwelle 5 einstückig an die Pumpenwelle angeformt. An diesem Zapfen 41 ist wieder­ um wird ein Topf 49 befestigt, beispielsweise durch Aufpres­ sen, der gleichzeitig den Innenring des Exzenterlagers 10 bildet. Das Exzenterlager 10 umgibt den Topf 49 und wirkt mit dem verschiebbar im Pumpengehäuse 4 aufgenommenen Kolben 7 zusammen. Zur verdrehfesten Kopplung der Pumpenwelle 5 an die Motorwelle 12 ist im Topf 9 eine außermittige Ausnehmung 48 vorgesehen, die im fertig montierten Zustand koaxial zu den Achsen 42, 50 von Motor- 12 und Pumpenwelle 5 angeordnet ist. Die Ausnehmung 48 ist an der Innenseite profiliert um einen Formschluss in Drehrichtung mit einem entsprechend gestalte­ ten Kupplungselement 44 zu erreichen. Dazu eignet sich bei­ spielsweise ein Torx-, ein Sechskant-, ein Vielzahn-, ein Po­ lygon- oder ein vergleichbares Profil in der Ausnehmung 48. Das Profil in der Ausnehmung 48 bildet mit einem entsprechen­ den Gegenprofil am Kupplungselement 44 den gewünschten Form­ schluss in Drehrichtung. Zum Ausgleich von Exzentrizitäten und Winkelabweichung zwischen den Achsen 42, 50 der beiden gekoppelten Wellen 5, 12, die durch Fertigungstoleranzen ent­ stehen können, besitzt die Kupplung 43 zumindest ein Gelenk 45, 46. Ein solches Gelenk ist beispielsweise als Kardan- oder Kugelgelenk ausgebildet. In der Ausführung nach Fig. 6 weist das Kupplungselement 44 jeweils endseitig einen Kugel­ kopf 47 mit Außenprofilierung auf, der zusammen mit zugehöri­ gen Ausnehmungen 48, 58 mit jeweils entsprechender Gegenpro­ filierung je ein derartiges Gelenk 45, 46 ausbildet. Dabei sind die Gelenke 45, 46 vorzugsweise baugleich ausgeführt, um ein besonderes einfaches Kupplungselement 44 zu erhalten. Das Kupplungselement 44 weist damit vorzugsweise gleiche endsei­ tige Kugelköpfe 47 auf, die mit zugehörigen analog gestalte­ ten Ausnehmungen 48, 58 im Topf 49 bzw. der Motorwelle 42 zu­ sammenwirken. Das Kupplungselement 44 überträgt damit einer­ seits das Drehmoment und gleicht andererseits Exzentrizitäten sowie Schiefstellungen bzw. Winkelabweichungen zwischen den Wellenachsen 42, 50 aus. Dies reduziert in erheblichem Maße den Fertigungs- und Montageaufwand, da die Fertigungstoleran­ zen der einzelnen Bauteile mit großzügigeren Toleranzfeldern bemessen werden können. Darüber hinaus wird der Laufkomfort des Motor-Pumpen-Aggregats 1 erhöht. Allgemein ermöglicht der beschriebene Aufbau der Kupplung 43 die gewünschte Realisie­ rung eines kleinen Außendurchmessers des Exzenterlagers 10, einer großen Exzentrizität des Exzenters 8, eines großen Durchmesser der Ausnehmung 48, 58 zur Drehmomentübertragung sowie einer dicken Wandstärke für den Topf. Dies erleichtert die Fertigung der entsprechenden Einzelbauteile und gestattet für das Motor-Pumpen-Aggregat 1 eine kompakte Bauform. Wei­ terhin braucht die Kupplung 43 lediglich einen fertigungs- und toleranzbedingten und keinen konstruktiven Versatz zwi­ schen den Wellenachsen 42, 50 auszugleichen.

Fig. 7 zeigt eine ausgehend von der Ausführung nach Fig. 5 weiterentwickelte Variante des Motor-Pumpen-Aggregats 1 mit einer Kupplung 53, die vergleichbar der Ausführung nach Fig. 6 ausgebildet ist. Die Lagerbohrung 6' innerhalb der die vor­ montierte Lagerpatrone 39 befestigt ist, ist als nicht­ durchgängig durch das Pumpengehäuse 4 und damit sacklochartig gestaltet. Dabei umfasst die vormontierte Lagerpatrone 39 das als Schrägkugellager ausgebildete Wälzlager 30, die beiden endseitigen Dichtungselemente 37, 38, die Pumpenwelle 5 sowie gegebenenfalls den Exzenter 8 mitsamt Exzenterlager 10. Der Exzenter 8 wird in diesem Fall von einem Exzenterring 9 ge­ bildet, der auf einem konzentrischen Endabschnitt 51 der Pum­ penwelle 5 befestigt ist. Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 6 ist das Schrägkugel- bzw. Wälzlager 30 auf der der Motor-Einheit 3 zugewandten Seite des Pumpengehäuses 4 in der Lagerbohrung 6' befestigt. Die Pumpenwelle 5 ist über eine Kupplung 53 mit Formschluss in Drehrichtung an die Motorwelle 12 gekoppelt. Diese Kupplung 53 ist vergleichbar zur Ausfüh­ rung nach Fig. 6 ausgebildet und umfasst ein Gelenk 55 nach Art eines Kardan- bzw. eines Kugelgelenks. Dazu ist an einem Fortsatz der Motorwelle 12 ein Kugelkopf 47 mit Außenprofi­ lierung vorgesehen, der mit einer zugehörigen Ausnehmung 48' mit entsprechender Gegenprofilierung in der Pumpenwelle 5 zu­ sammenwirkt. Dabei sind Motor- 12 und Pumpenwelle 5 im we­ sentlichen koaxial angeordnet. Die Kupplung 53 mit Gelenk 55 gestattet wie bereits oben beschrieben sowohl eine sichere Drehmomentübertragung als auch einen Ausgleich einer Exzen­ trizität oder eines Winkelversatzes zwischen den Wellenachsen 42, 50. Durch die direkte Kopplung der Motorwelle 12 an die Pumpenwelle 5 ohne zusätzliches Zwischenelement kann vorteil­ haft auf ein weiteres Lager zur Motorwellenlagerung im Pum­ pengehäuse 4 verzichtet werden. Daraus resultiert eine kom­ pakte Bauweise, durch die das Pumpengehäuse 4 in Achsrichtung der Wellen sehr flach gestaltet werden kann.

Bei den letztgenannten Ausführungsvarianten des Motor-Pumpen- Aggregats 1 nach den Fig. 6 und 7 kann weiterhin vorteil­ haft auf ein Auswuchtgewicht an der Pumpenwelle 5 verzichtet werden, da sich durch die spezielle Ausbildung der jeweiligen Wälzlager 20, 30 sowie der jeweiligen Kupplung 43, 53 Unwuch­ ten an der Pumpenwelle nur in begrenztem Maße auswirken kön­ nen.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele des erfin­ dungsgemäßen Motor-Pumpen-Aggregats 1 zeichnen sich durch ih­ ren einfachen Aufbau, ihre kompakte Bauform sowie ihr gerin­ ges Betriebsgeräusch aus. Sie eignen sich damit insbesondere für den Einsatz in elektronisch gesteuerten Kraftfahrzeug­ bremssystemen, vor allem in elektrohydraulischen Bremssyste­ men.

Claims (14)

1. Motor-Pumpen-Aggregat (1), insbesondere für ein Kraft­ fahrzeugbremssystem, mit einer Motor-Einheit (3) und mit einer Pumpen-Einheit (2), welche eine von der Mo­ tor-Einheit (3) antreibbare Pumpenwelle (5) umfasst, die in einem Pumpengehäuse (4) drehbar gelagert ist, wobei die Pumpenwelle (5) mittels eines Exzenters (8) mit mindestens einem verschiebbar im Pumpengehäuse (4) angeordneten Kolben (7) zusammenwirkt, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Pumpenwelle (5) mittels eines inner­ halb einer Lagerbohrung (6, 6') im Pumpengehäuse (4) befestigten Wälzlagers (20, 20' 30) gelagert ist, das neben Radiallasten auch Axiallasten in beiden Axial­ richtungen aufnehmen kann.

2. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (24, 25, 34, 35) des Wälzlagers (20, 20', 30) von einem Außenring (22, 32) umgeben sind.

3. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20, 20', 30) formschlüssig, insbesondere mittels einer Clinch-Verbindung (23, 33), in der Lagerbohrung (6, 6') des Pumpengehäuses (4) befestigt ist.

4. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20, 20', 30) mittels einer umlaufenden Anlagefläche (21, 31) am Außenring (22, 32) innerhalb der Lagerboh­ rung (6, 6') zentriert ist.

5. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20) an der der Motor-Einheit (3) abgewandten Seite das Pumpengehäuse (4) überragt.

6. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20, 30) mittels eines Dichtelementes (27, 37) gegen­ über dem Innenraum der Lagerbohrung (6, 6') abgedichtet ist.

7. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wälz­ lagers (20, 30) auch eine Motorwelle (12) in der Lager­ bohrung (6, 6') gelagert ist, wobei die Motorwelle (12) verdrehfest an die Pumpenwelle (5) gekoppelt ist.

8. Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass es an der Schnittstelle der Pumpenwelle (5) und der Motorwelle (12) eine Kupplung (13, 43, 53) mit Formschluss in Drehrichtung aufweist.

9. Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kupplung (43, 53) zumindest ein Ge­ lenk (45, 46, 55) aufweist, um eine Winkelabweichung und/oder Exzentrizitäten zwischen den Achsen (42, 50) der Pumpen- (5) und der Motorwelle (12) auszugleichen.

10. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der Ansprüche 7-8, da­ durch gekennzeichnet, dass Pumpenwelle (5) und Motor­ welle (12) mittels eines Auswuchtgewichtes (11') ver­ drehfest aneinander gekoppelt sind.

11. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der Ansprüche 7-8, da­ durch gekennzeichnet, dass Pumpenwelle (5) und Motor­ welle (12) mittels des Wälzlagers (30) verdrehfest an­ einander gekoppelt sind, wobei das Wälzlager (30) an der der Motor-Einheit (3) zugewandten Seite innerhalb der Lagerbohrung (6') angeordnet ist.

12. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20, 20') auf einer der Motor-Einheit (3) abgewandten Seite mit einem Deckel (26) oder einem Dichtelement (28, 38) ver­ schlossen ist, wobei das Wälzlager (20, 20') auf einer der Motor-Einheit (3) abgewandten Seite in einer durch­ gängigen Lagerbohrung (6) angeordnet ist.

13. Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als Schrägkugellager (20, 20', 30), insbesondere als zwei­ reihiges Schrägkugellager (20, 20', 30) ausgebildet ist.

14. Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei einem zweireihigen Schrägkugellager (20, 20', 30) sowohl die Anlagefläche (21, 31) zur Zen­ trierung als auch die formschlüssige Verbindung (23, 33) des Schrägkugellagers (20, 20', 30) zwischen den beiden Kugelreihen (24, 25, 34, 35) ausgebildet ist.