DE102005007445A1 - Electro hydraulic unit for motor vehicle, has narrow slit provided between rotor and stator to absorb and/or to store hydraulic fluid in preset reservoir provided inside commutator motor after inflow of fluid into motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes elektrohydraulisches Aggregat mit Kommutatormotor, mit einem Rotor aufweisend eine antreibende Motorwelle, sowie mit einem Stator umfassend eine Bürstenhalteplatte oder einen Lagerschild, wobei die Motorwelle eine Ausnehmung im Stator in Richtung auf eine Hydraulikeinheit durchgreift, und mit einer modularen Trennung zwischen Kommutatormotor und Hydraulikeinheit, sowie mit Mitteln um einen unmittelbaren Eintritt von Hydraulikfluid in den Kommutatormotor zu verhindern, wie insbesondere eine Abdichtung zwischen Rotor und Stator, ein enger Spalt zwischen Motorwelle und Stator oder ähnlichem.The The invention relates to an improved electrohydraulic aggregate with commutator motor, with a rotor having a driving Motor shaft, as well as with a stator comprising a brush holder plate or a bearing plate, wherein the motor shaft has a recess in the Stator in the direction of a hydraulic unit passes through, and with a modular separation between commutator motor and hydraulic unit, and means for immediate entry of hydraulic fluid in the commutator to prevent, in particular a seal between rotor and stator, a narrow gap between motor shaft and Stator or similar.
Derartige elektrohydraulische Aggregate werden bevorzugt zur elektronischen Bremsenregelung innerhalb elektronischer Fahrzeugbremssysteme eingesetzt. Zur Versorgung zusätzlicher Funktionalitäten im Bereich Sicherheit, Fahrstabilität oder Komfort wird in größerem Maße als bisher hydraulische Energie nachfragen. Zu diesem Zweck sind erhöhte Pumpenlaufzeiten erforderlich, welche eine erhöhte Beanspruchung aller Bauteile wie insbesondere eine erhöhte Beanspruchung von Dichtungselementen erfordert. Die bekannten Aggregate verfügen in dem Aufnahmekörper über eine Aufnahmebohrung für eine Motor- oder Pumpenwelle. Oft findet eine Radialkolbenpumpe Verwendung, so dass die Aufnahmebohrung einen Kurbelraum aufweist, in dem ein Excenter mit einem Excenterlager aufgenommen ist. Der Elektromotor verfügt zumeist über einen Lagerschild, welcher zwischen Elektromotor und Aufnahmekörper angeordnet ist, und ein abgedichtetes Wälzlager aufnimmt. Der Lagerschild verfügt über einen zentrischen Durchlass für die Motor-/Pumpenwelle, wobei motorinnenseitig eine Schottwand vorgesehen ist, die sich möglichst nahe bis zu dem Wellenumfang erstreckt, um mittels einem engen Spalt eine preisgünstige und reibungsarme hydraulische Abdichtung des Motorinnenraumes in Relation zu dem Kurbelraum zu ermöglichen. Obwohl auch das Wälzlager abgedichtet ist, kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass Leckagefluid über durchlässige Lagersitze und/oder durch den Spalt bis in das Motorinnere gelangt.such Electro-hydraulic units are preferred for electronic Brake control used within electronic vehicle braking systems. To supply additional functionalities in the area of safety, driving stability or comfort is becoming greater than before ask for hydraulic energy. For this purpose, increased pump running times required, which increased Stress on all components such as especially increased stress required by sealing elements. The known units have in the Receiving body over a Mounting hole for a motor or pump shaft. Often finds a radial piston pump Use, so that the receiving bore has a crank chamber, in which an eccentric is received with an eccentric bearing. Of the Electric motor features mostly about one End shield, which is arranged between the electric motor and receiving body is, and a sealed rolling bearing receives. The end shield has one central passage for the motor / pump shaft, with a bulkhead provided inside the motor is that possible extends to the shaft circumference to a narrow gap a cheap and low-friction hydraulic sealing of the engine compartment in relation to allow the crankcase. Although also the rolling bearing sealed, can not completely be excluded that leakage fluid through permeable bearing seats and / or by the gap reaches the inside of the engine.
Andererseits ist es prinzipiell bekannt, dass das Kohlebürsten-Kommutator-System vor Hydraulikfluid geschützt werden muss, weil sonst ein Gemisch aus Kohleabrieb und Hydaulikfluid (sogenannter Kohleschlamm) entstehen kann. Denn die Motorfunktion wird prinzipiell ermöglicht, indem die Bestromung von Wicklungen mittels Kommutatorlamellen und Kohlebürsten abwechselnd elektrisch ein- und ausgeschaltet wird. Dies bedingt eine drehfeldartige Bestromung der Wicklungen, solange Rotor mit Kommutator unter federnd aufliegenden, im übrigen statischen Kohlebürsten rotiert. Rein zwangsläufig entsteht mit wachsender Betriebszeit zunehmend staubförmiger Kohleabrieb, der sich im Motorinneren ablagert.on the other hand it is in principle known that the carbon brush commutator system before Hydraulic fluid protected Must be, otherwise a mixture of Kohleabrieb and Hydaulikfluid (so-called coal sludge) can arise. Because the engine function is possible in principle by the energization of windings by means of commutator bars and carbon brushes alternately switched on and off electrically. This conditionally a rotating field-like energization of the windings, as long as rotor with Commutator rotated under spring-loaded, otherwise static carbon brushes. Absolutely inevitable arises with increasing operating time increasingly dusty Kohleabrieb, which deposits in the interior of the engine.
Wenn der Kommutator auf der Pumpenseite angeordnet ist, besteht eine besondere Gefahr einer Verschmutzung durch eindringendes Leckagefluid. Grund hierfür ist die grundsätzliche Möglichkeit des Eindringens von Hydraulikfluid durch den Spalt zwischen Welle und Schottwand der Bürstenhalteplatte. Das eingedrungene Hydraulikfluid akkumuliert in einem Bereich vor der Kommutatorstirnseite, und kann von der rotierenden Welle nach außen abgeschleudert werden. Diese Prozesse finden bevorzugt statt, wenn ein Aggregat in seiner Einbaulage im Kraftfahrzeug derart ausgerichtet ist, dass sich der Motor unterhalb des Aufnahmekörpers befindet, wobei die Schwerkraftwirkung ein Eindringen von Leckagefluid in das Motorinnere begünstigt.If the commutator is arranged on the pump side, there is a special danger of contamination by penetrating leakage fluid. reason therefor is the fundamental one possibility the penetration of hydraulic fluid through the gap between the shaft and bulkhead of the brush holder plate. The Penetrated hydraulic fluid accumulates in an area in front of the Commutator front, and can be thrown outward by the rotating shaft become. These processes preferably take place when an aggregate is aligned in its installed position in the motor vehicle such that the engine is located below the receiving body, wherein the force of gravity Penetration of leakage fluid into the engine interior favors.
Das abgeschleuderte Hydraulikfluid mischt sich mit dem Kohlestaub und bildet eine viskose, haftfähige und leitfähige Paste. Die Paste kann auf die Oberfläche von Kommutatorlamellen und in Kommutatornuten zwischen Kommutatorlamellen gelangen, und eine Störung in der Bestromung oder sogar eine elektrische Überbrückung – mit anderen Worten einen Kurzschluss zwischen entgegengesetzt geladenen Bauteilen bewirken, was zum Totalausfall des Elektromotors und infolge dessen zu einem Totalausfall des elektrohydraulischen Aggregates mit allen seinen sicherheitsrelevanten Funktionen führen kann.The centrifugal hydraulic fluid mixes with the coal dust and forms a viscous, adhesive and conductive Paste. The paste can be applied to the surface of commutator blades and get into Kommutatornuten between commutator, and a disorder in the power supply or even an electrical bridging - in other words one Cause a short circuit between oppositely charged components, what the total failure of the electric motor and consequently to a Total failure of the electro-hydraulic unit with all its safety-related functions.
Eine weitere besondere Anforderung an moderne elektrohydraulische Aggregate in einem Kraftfahrzeug ist dessen Tauchdichtigkeit. Die Tauchdichtigkeit wird selbst für den Fall gefordert, dass ein heiß gelaufenes Aggregat mit heißem Elektromotor infolge Eintauchen in ein kaltes Medium wie beispielsweise Wasser, schlagartig abgeschreckt wird. Zwar ist es bekannt, das Motorinnere über eine luftdurchlässige, aber wasserundurchlässige Membran aus PTFE zu ventilieren. Eine äußerlich flüssigkeitsbenetzte Membran verhindert bei schlagartiger Abkühlung eines heißen Elektromotors jedoch nicht, dass Pumpenleckage aus der Hydraulikeinheit über die oben genannten Wege und Kanäle in den Motorinnenraum gelangen kann, weil das schlagartige Abschrecken des heißen Motors einen Unterdruck im Motorinnenraum verursacht. Selbst Aggregate, welche neben dem Kurbelraum ein gesondertes, motornahes, integriertes Leckagereservoir aufweisen, genügen den gestellten Anforderungen nicht, weil die beschriebene Pumpwirkung einen schlagartigen Eintritt des Reservoirvolumens in den Motorinnenraum hervorrufen kann. Dies gilt insbesondere für Fälle, in denen der Elektromotor in einem Fahrzeugmotorraum nach unten derart eingebaut ist, dass insbesondere das Elektromotorgehäuse infolge Spritzwasser, Pfützen oder ähnlichem mehr abgeschreckt werden kann.Another special requirement of modern electro-hydraulic units in a motor vehicle is its immersion-tightness. The immersion seal is required even in the event that a hot running unit with a hot electric motor as a result of immersion in a cold medium such as water, abruptly quenched. Although it is known to ventilate the inside of the engine via an air-permeable but water-impermeable PTFE membrane. However, an externally liquid-wetted membrane does not prevent sudden erosion of a hot electric motor that pump leakage from the hydraulic unit via the above paths and channels can get into the engine compartment, because the sudden quenching of the hot engine causes a vacuum in the engine compartment. Even aggregates, which in addition to the crankcase have a separate, close to the engine, integrated leakage reservoir, do not meet the requirements, because the pumping action described can cause a sudden entry of the reservoir volume in the engine compartment. This applies in particular to cases in which the electric motor in a vehicle engine compartment to un th is installed so that in particular the electric motor housing can be quenched due to splashing water, puddles or the like more.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leckagerobustheit zu ermöglichen, und insbesondere einen Ausfall des elektrohydraulischen Aggregates durch einen kurzgeschlossenen Kommutator des Elektromotors unbedingt zu verhindern.It It is an object of the present invention to provide improved leakage robustness to enable and in particular a failure of the electro-hydraulic unit by a short-circuited commutator of the electric motor necessarily to prevent.
Die Aufgabe wird gelöst, indem Mittel vorgesehen sind, die eingetretenes Hydraulikfluid in einem vorbestimmten Reservoir, das im inneren des Kommutatormotors integriert vorgesehen ist, absorbieren oder speichern. Das Mittel wird bei allen Ausführungsformen möglichst frühzeitig nach seinem Eintritt in das Motorinnere absorbiert. Die Wirkung ist immer dann optimiert, wenn das Mittel in unmittelbarer Nachbarschaft also nahe zum Motorwellenaustritt angeordnet ist. Im Ergebnis wird mit der Erfindung der Vorteil erzielt, dass eingedrungenes Hydraulikfluid, aufgefangen also absorbiert wird, bevor es den Kommutator kontaminieren kann. Dadurch trägt die Erfindung maßgeblich zur Vermeidung von Motorkurzschlüssen bei, und eröffnet eine Alternative beziehungsweise zusätzliche Absicherung für konventionelle Motorabdichtungsmaßnahmen oder Maßnahmen zur Akkumulation von Leckagefluid im Bereich eines Kurbelraumes.The Task is solved in that means are provided, the hydraulic fluid has entered a predetermined reservoir inside the commutator motor integrated is provided, absorb or store. The middle is in all embodiments preferably early absorbed after its entry into the engine interior. The effect is always optimized when the funds are in the immediate vicinity so it is located close to the motor shaft outlet. As a result, will achieved with the invention, the advantage that penetrated hydraulic fluid, absorbed so before it contaminate the commutator can. Thereby wearing the invention relevant to avoid engine short circuits at, and opened an alternative or additional protection for conventional Motor sealing measures or measures for the accumulation of leakage fluid in the area of a crankcase.
In weiterhin vorteilhafter Art und Weise ist gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass das Reservoir als Packung ausgebildet ist, und einen saugfähigen Werkstoff aufweist. Die Packung ist vorzugsweise in Form eines kompakten Bauteils als Stopfen, Ring oder ähnliches ausbildet, und wird formschlüssig in einer Aufnahme im inneren des Kommutatormotors integriert angeordnet.In Further advantageous manner is according to a first embodiment provided that the reservoir is formed as a pack, and a absorbent Has material. The pack is preferably in the form of a compact Component as a plug, ring or the like forms and becomes positive arranged integrated in a receptacle inside the commutator motor.
Bei einer anderen vorteilhaften Variante ist die Packung in einer Ausnehmung einer Bürstenhalteplatte vorgesehen. Andere Weiterbildungen bestehen im Wesentlichen darin, dass die Packung in einer Ausnehmung der Motorwelle oder in einer Ausnehmung des Kommutators aufgenommen ist. Diese Ausgestaltungen verfügen über den Vorteil, dass durch einfache Abwandlung von Bauteilen mit vergleichsweise geringer Komplexität Bauvarianten geschaffen werden können, ohne eine vergleichsweise komplexe Bürstenhalteplatte überarbeiten zu müssen. Mit anderen Worten wird es beispielsweise ermöglicht, durch einfache Änderung im Rufbau der Motorwelle Varianten mit oder ohne Reservoir bereit zu stellen, um unterschiedlichen Kundenanforderungen gerecht zu werden.at In another advantageous variant, the pack is in a recess a brush holder plate intended. Other developments essentially consist of that the package in a recess of the motor shaft or in a Recess of the commutator is added. These embodiments have the Advantage that by simple modification of components with comparatively low complexity Construction variants can be created without reworking a comparatively complex brush holder plate to have to. In other words, it is made possible, for example, by simple change in call construction of the motor shaft variants with or without reservoir ready for to meet different customer requirements.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt:Further Details of the invention will be apparent from the description with reference to the Drawing forth. In the drawing shows:
Einzelheiten
bekannter Aggregate
Prinzipiell
beruht die Erfindung auf dem Gedanken, Leckageflüssigkeiten vor der Beaufschlagung
des Bürsten-Kommutator-Systems
im Motorinneren aufzufangen und zu speichern. Zu diesem Zweck ist
im Motorinneren ein Reservoir
Es
bietet sich an, wenn das Reservoir
Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß
Vorzugsweise
durchgreift die Nut diese Wellendurchführung mit großzügiger axialer
Breite, um ein entsprechend großes
Speichervolumen bereitzustellen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich,
ist in der Nut eine Packung bestehend aus einem ringförmigen Filz
als Reservoir
Aus
Prinzipiell
kann der Filz bei jeder der geschilderten Varianten an einem Bauteil
angeklebt sein. Neben derart kraftschlüssigen Befestigungsmethoden
kommen jedoch auch die beschriebenen formschlüssigen Befestigungsmethoden
in Betracht, welche auch Anschläge,
Anlagerippen und ähnliches
an dem Lagerschild/Bürstenplatte
Alle beschriebenen Reservoirformen sind für eine besonders leckageresistente Bauweise prinzipiell miteinander kombinierbar. Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich zusammen gefasst wie folgt:
- – kostengünstig, da keine oder lediglich einfache zusätzliche Bauteile – beispielsweise ein Filzring – notwendig
- – hochwirksam, da je nach Volumen und Behandlung des Filzwerkstoffes viel Leckageflüssigkeit aufnehmbar
- – Umsetzung mittels geringfügiger Änderungen an minderkomplexen Bauteilen am Elektromotor möglich
- - cost, since no or only simple additional components - for example, a felt ring - necessary
- - highly effective, since depending on the volume and treatment of the felt material much leakage liquid can be received
- - Implementation possible by means of minor changes to less complex components on the electric motor
- 11
- Aggregataggregate
- 22
- Kommutatormotorcommutator
- 33
- Motorwellemotor shaft
- 44
- BürstenhalteplatteBrush holding plate
- 55
- Hydraulikeinheithydraulic unit
- 66
- Spaltgap
- 77
- Kommutatorcommutator
- 88th
- Kommutatorlamellecommutator
- 99
- Kohlebürstecarbon brush
- 1010
- Reservoirreservoir
- 1111
- MotorwellenachseMotor shaft axis
- 1212
- Lagercamp
- 1313
- Motorgehäusemotor housing
- 1414
- Stromversorgungpower supply
- 1515
- Aufnahmeadmission
- 1616
- Aufnahmeadmission
- 1717
- Aufnahmeadmission
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20111103 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |