DE102011085288A1

DE102011085288A1 - Hydraulikaggregat

Info

Publication number: DE102011085288A1
Application number: DE201110085288
Authority: DE
Inventors: Dieter Dinkel; Peter Hoffmann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat mit Motorwelle (1), die sich durch einen in einer Sackbohrung (2) fixierten Wellendichtring (3) in die mit dem Druckmittel der Pumpe dauerhaft befüllte Sackbohrung (2) erstreckt, wobei zwischen dem Wellendichtring (3) und dem Wälzlager (6) ein Ringraum (7) vorgesehen ist, der über einen Leckagekanal (8) mit einer im Pumpengehäuse (9) ausgebildeten Leckagekammer (10) verbunden ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE 10 2004 042 937 A1 beschreibt ein Hydraulikaggregat, bestehend aus einem ersten Gehäuse zur Aufnahme von Bauteilen eines Elektromotors und mit einem zweiten Gehäuse zur Aufnahme von Bauteilen einer Pumpe, wobei das erste Gehäuse mittels einer Trägerplatte (Lagerschild) verschlossen ist, die zum Antrieb der Pumpe von einer Motorwelle durchdrungen ist, welche mittels eines an der Trägerplatte mittig fixierten Wälzlagers im ersten Gehäuse gelagert ist. Zur mittigen Fixierung des Wälzlagers weist die Trägerplatte einen ringförmigen Vorsprung auf, sodass der äußere Lagerring des Wälzlagers über einen ersten Abschnitt seiner Lagerbreite im Vorsprung und über einen zweiten Abschnitt seiner Lagerbreite in einer Stufenbohrung des zweiten Gehäuses aufgenommen ist. Die belüftete Stufenbohrung nimmt den mit der Motorwelle verbundenen Exzenterantrieb auf, um die im zweiten Gehäuse angeordneten Pumpenkolben zu betätigen. Hierbei besteht die Gefahr, dass die in der Stufenbohrung vorhandene Luft durch die Pumpenkolben angesaugt wird und in den hydraulischen Förderbereich der Pumpe gelangt. Ebenso besteht die Gefahr, dass aus dem Förderbereich der Pumpe Leckageflüssigkeit in die belüftete Stufenbohrung eindringt, die zu einer Funktionsstörung de Elektromotors führen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein Hydraulikaggregat anzugeben, das mit möglichst einfachen, kostengünstigen und funktionssicheren Mitteln eine geeignete Aufnahme von Leckage im Pumpengehäuse vorsieht, wobei überdies das Eindringen von Luft aus der Stufenbohrung in die Pumpe sicher verhindert werden soll.
Diese Aufgabe wird für einen Hydraulikaggregat der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung von mehreren Zeichnungen verdeutlicht.
Es zeigen:
1 in einer Gesamtansicht ein Hydraulikaggregat mit den erfindungswesentlichen Merkmalen in einem Längsschnitt,
2 das teilweise abgebildete Hydraulikaggregat nach 1 im Längsschnitt dargestellt, zur Verdeutlichung der Wellenabdichtung innerhalb der Sackbohrung, welche als Radialwellendichtring ausgeführt ist,
3 das teilweise abgebildete Hydraulikaggregat nach 1, dargestellt im Längsschnitt zur Verdeutlichung der als federunterstützter Nutring ausgeführten Wellenabdichtung in der Sackbohrung,
4 das teilweise abgebildete Hydraulikaggregat nach 1 im Längsschnitt, mit einer Radialwellendichtung im Wälzlager der Motorwelle integriert,
5 das teilweise abgebildete Hydraulikaggregat nach 1 im Längsschnitt, mit einer Wellenabdichtung in der Sackbohrung, welche gemeinsam mit dem Wälzlager in einem separaten Halteblech angeordnet ist,
6 das teilweise abgebildete Hydraulikaggregat nach 4 im Längsschnitt, mit einer Wellenabdichtung in der Sackbohrung, welche gemeinsam mit dem Wälzlager in einer separaten Adapterplatte aufgenommen ist.
Die 1 zeigt in einer Gesamtansicht ein Hydraulikaggregat mit den erfindungswesentlichen Merkmalen in einem Längsschnitt, bestehend aus einem Motorgehäuse 4 zur Aufnahme von Bauteilen eines Elektromotors und einem Pumpengehäuse 9 zur Aufnahme von Bauteilen einer Pumpe, die zur Förderung von Druckmittel vom Elektromotor angetrieben ist, mit einer das Motorgehäuse 4 verschließenden Trägerplatte 19, die zum Antrieb der Pumpe von einer Motorwelle 1 mittig durchdrungen ist, welche angrenzend an die Trägerplatte 19 mittels eines Wälzlagers 6 im Pumpengehäuse 9 oder bei Wunsch oder Bedarf abschnittsweise auch in der Trägerplatte 19 des Motorgehäuses 4 gelagert ist. Zur pumpenseitigen Aufnahme der Motorwelle 1 ist im Pumpengehäuse 9 eine Sackbohrung 2 ausgebildet, in die radial wenigstens eine Pumpenbohrung zur Aufnahme eines Pumpenkolbens einmündet. In vorliegendem Ausführungsbeispiel münden mehrere Pumpenbohrungen in Richtung auf die auf der Motorwelle 1 angeordneten drei Exzenterlager 20 in die Sackbohrung 2 ein, wobei die Pumpenbohrungen jedoch infolge der gewählten Ansicht zum Teil unmittelbar durch die Exzenterlager 20 verdeckt sind oder infolge der gewählten Schnittdarstellung nicht zu erkennen sind. Die in den Pumpenbohrungen geführten Pumpenkolben stützen sich auf den drei Exzenterlagern 20 ab, sodass bei Undichtigkeit der Pumpenkolben in den Pumpenbohrungen das Druckmittel in die Sackbohrung 2 entweicht. Das Ende der Motorwelle 1 ist in einem Nadellager 22 geführt, das sich am Ende der Sackbohrung 2 befindet.
Zur kontrollierten Aufnahme der Pumpenleckage als auch zur Vermeidung von Lufteintrag über die Pumpenkolben in die nicht abgebildeten Förderräume im Pumpengehäuse sieht die Erfindung vor, dass sich die Motorwelle 1 durch einen in der Sackbohrung 2 fixierten Wellendichtring 3 in die mit dem Druckmittel der Pumpe dauerhaft befüllte Sackbohrung 2 erstreckt, wobei zwischen dem Wellendichtring 3 und dem Wälzlager 6 ein Ringraum 7 vorgesehen ist, der zu einem Leckagekanal 8 führt, der vorzugsweise mit einer im Pumpengehäuse 9 ausgebildeten Leckagekammer 10 verbunden ist. Hierdurch kann bei Undichtigkeit des Wellendichtrings 3 überschüssiges Druckmittel nicht über das Wälzlager 6 in das Motorgehäuse 4 eindringen. Infolge der Befüllung der Sackbohrung 2 mit Druckmittel (Bremsflüssigkeit) ist überdies eine vorteilhafte Flüssigkeitsschmierung der Exzenterlager 22, des Nadellagers 22 als auch des zwischen den Exzenterlagern 22 und den Pumpenkolben bestehenden Kontaktbereiche gewährleistet, sodass ein nahezu verschleißfreier Pumpenbetrieb möglich ist.
Wie weiterhin aus der 1 deutlich hervor geht, mündet an der höchsten Stelle des Hydraulikaggregats in das Pumpengehäuse 9 ein unter Atmosphärendruck stehendes Kanalsystem 11 ein, an das an tieferen Stellen des Pumpengehäuses 9 die Sackbohrung 2 und die Leckagekammer 10 zum Druckausgleich angeschlossen sind. Zwecks eines möglichst kompakten Anordnung erstreckt sich die zylinderförmige Leckagekammer 10 innerhalb des Pumpengehäuses 9 parallel zur Sackbohrung 2 aus Richtung der Trägerplatte 19 in Richtung eines u.a. zur Steuerung des Elektromotors erforderlichen elektronischen Reglers 21, der auf der vom Motorgehäuse 4 abgewandten Seite des Pumpengehäuses 9 befestigt ist. Der abschnittsweise abgebildet Leckagekanal 8 mündet folglich radial in die Leckagekammer 10 auf Höhe des in der Sackbohrung 2 zwischen dem Wälzlager 6 und dem Wellendichtring 3 vorgesehenen Ringraums 7 ein. Die Leckagekammer 10 wird vorteilhaft unmittelbar durch die Trägerplatte 19 verschlossen, die u.a. die Kohlebürsten, zwei Ringdichtungen 23 als auch einen Motorstecker 24 trägt, der die elektrische Verbindung zum Regler 21 herstellt.
Ferner ist auf der Seite des Elektromotors an der höchsten Stelle des Pumpengehäuses 9 eine Membrane 12 eingesetzt, über die das Kanalsystem 11 und die am Kanalsystem 11 angeschlossene Sackbohrung 2 wie auch die Leckagekammer 10 unabhängig voneinander spritzwassergeschützt dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt sind. Überdies ist auch zum Druckausgleich mit der Atmosphäre der Innenraum des Motorgehäuses 4 an das Kanalsystem 11 im Pumpengehäuse 9 angeschlossen, sodass über das Kanalsystem 11 ein Zentralbelüftungssystem für das Motorgehäuse 4, die Sackbohrung 2 und die Leckagekammer 10 geschaffen ist, die alle gemeinsam an der höchsten Stelle des Pumpengehäuses 9 über die Membran 12 unter Atmosphärendruck stehen. Auch der Regler 21 ist selbstverständlich bei Wunsch oder Bedarf zu Belüftungszwecken an das Kanalsystem 11 angeschlossen.
Im Einzelnen offenbart die 1 somit ein Kanalsystem 11, das in der abgebildeten Einbaulage des Hydraulikaggregats einen ersten Vertikalkanal 13 aufweist, der an der höchsten Stelle der Sackbohrung 2 angeschlossen ist, ferner einen zweiten Vertikalkanal 14, der an der höchsten Stelle der Leckagekammer 10 angeschlossen ist und schließlich einen dritten Vertikalkanal 15, der an der höchsten Stelle des Motorgehäuses 4 angeschlossen ist, wobei der erste, zweite und dritte Vertikalkanal 13, 14, 15 in Parallelanordnung an einen Horizontalkanal 16 des Kanalsystems 11 angeschlossen sind, der sich zu einer mit der Membran 12 versehenen Außenfläche des Pumpengehäuses 9 erstreckt.
Als weitere, vorteilhafte Besonderheit weist der erste Vertikalkanal 13 einerseits eine Kapazität A auf, die wenigstens der temperaturabhängigen Volumenausdehnung des in der Sackbohrung 2 vorhandenen Druckmittels entspricht, gleichzeitig ist aber die Kapazität A um eine Kapazität B des ersten Vertikalkanals 13 nochmals erhöht, die einer aus den Pumpenbohrungen in die Sackbohrung 2 einleitbaren Pumpenleckage entspricht, um für jede erdenklichen Betriebsbedingungen eine hinreichend große Gesamtkapazität bereit zu stellen. Um vorsorglich ein Überschwappen von Druckmittel aus dem ersten Vertikalkanal 13 in den Horizontalkanal 16 sicher zu verhindern, ist weiterhin vor der Einmündung des ersten Vertikalkanals 13 in den Horizontalkanal 16 eine Schottwand 5 mit einer druckausgleichenden Blendenbohrung angeordnet.
Aus der 2 geht teilweise das Hydraulikaggregat nach 1 im Längsschnitt hervor, um die Wellenabdichtung in der Sackbohrung 2 zu verdeutlichen, welche als Radialwellendichtring ausgeführt ist, der zwischen dem Wälzlager 6 und einer Bohrungsstufe der Sackbohrung 2 fixiert ist. Die Dichtlippe des Radialwellendichtrings kontaktiert unter radialer Vorspannung die Motorwelle 1, womit das in der Sackbohrung 2 befindliche Druckmittel nicht über das Wälzlager 6 in das Motorgehäuse 4 gelangt. Eine Undichtigkeit des Wellendichtrings 3 führt gemäß den Ausführungen nach 1 zu einer Leckageaufnahme im Ringraum 7 mit der Möglichkeit der Leckageabfuhr über den Leckagekanal 8.
Abweichend von 2 ist in der 3 der Wellendichtring 3 als federunterstützter Nutring ausgeführt, der zwischen dem Wälzlager 6 und einer Bohrungsstufe der Sackbohrung 2 fixiert ist.
Die 4 zeigt einen Wellendichtring 3 in der Sackbohrung 2, welcher als eine im Wälzlager 6 der Motorwelle 1 ausgebildete Radialwellendichtung ausgeführt ist, sodass der Wellendichtring 3 unmittelbar im Wälzlager 6 integriert ist, wodurch sich im Bereich der Sackbohrung 2 eine besonders kompakter Aufbau ergibt, dessen Einfluss auf die Bauhöhe bzw. Baulänge des Pumpengehäuses 9 vernachlässigbar gering ist.
Eine von den Abmessungen des Wellendichtrings 3 unabhängige, gleichbleibende Dimensionierung des Pumpengehäuses 9 erhält man, wenn der Wellendichtring 3 entweder gemäß der 5 in einem zwischen dem Motorgehäuse 4 und dem Pumpengehäuse 9 eingespannten separaten Halteblech 17 oder gemäß der 6 in einer Adapterplatte 18 aufgenommen ist.
Das Halteblech 17 ist gemäß der 5 vorteilhaft als tiefgezogenes Formteil an die Konturen des Wälzlagers 6 und des Wellendichtrings 3 schalenförmig angepasst, wobei der Außenrand des scheibenförmigen Halteblechs 17 zwischen dem Motorgehäuse 4 und der Trägerplatte 19 als Einlegeteil zur Anlage gelangt, wenn die Motorwelle 1 im Bereich des Wälzlagers 6 endfixiert ist.
Einen zusätzlichen Aufwand erfordert hingegen die nach 6 aus einem massiven Block vergleichsweise dickwandig hergestellte Adapterplatte 18, die zwangsläufig eine Verlängerung der Motorwelle 1 erfordert, um bei unverändertem Motor- und Pumpengehäuse 4, 9 den Antrieb der Pumpe über die auf der Welle angebrachten Exzenterlager 20 zu gewährleisten. Zur Aufnahme des Wälzlagers 6 als auch zur Aufnahme des Wellendichtrings 3 ist die Adapterplatte 18 mit einer Stufenbohrung versehen, deren Stufen derart voneinander entfernt sind, dass zwischen dem Wälzlager 6 und dem Wellendichtring 3 nach deren Montage ein Axialabstand zur Darstellung eines Ringraums 7 verbleibt, der mit einem Leckagekanal 8 verbunden ist. Die Adapterplatte 18 ist zwischen dem Pumpengehäuse 9 und dem Motorgehäuse 4 durch Schrauben fixiert.
Bezugszeichenliste

1: Motorwelle
2: Sackbohrung
3: Wellendichtring
4: Motorgehäuse
5: Schottwand
6: Wälzlager
7: Ringraum
8: Leckagekanal
9: Pumpengehäuse
10: Leckagekammer
11: Kanalsystem
12: Membran
13: Vertikalkanal
14: Vertikalkanal
15: Vertikalkanal
16: Horizontalkanal
17: Halteblech
18: Adapterplatte
19: Trägerplatte
20: Exzenterlager
21: Regler
22: Nadellager
23: Ringdichtung
24: Motorstecker

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004042937 A1 [0002]

Claims

Hydraulikaggregat, mit einem Motorgehäuse zur Aufnahme von Bauteilen eines Elektromotors und mit einem Pumpengehäuse zur Aufnahme von Bauteilen einer Pumpe, die zur Förderung von Druckmittel vom Elektromotor angetrieben ist, mit einer das Motorgehäuse verschließenden Trägerplatte, die zum Antrieb der Pumpe von einer Motorwelle durchdrungen ist, welche angrenzend an die Trägerplatte mittels eines Wälzlagers im Motor- und/oder Pumpengehäuse gelagert ist, mit einer im Pumpengehäuse ausgebildeten Sackbohrung zur Aufnahme der Motorwelle, sowie mit einer im Pumpengehäuse zur Aufnahme der Pumpe angeordneten Pumpenbohrung, die in die Sackbohrung einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Motorwelle (1) durch einen in der Sackbohrung (2) fixierten Wellendichtring (3) in die mit dem Druckmittel der Pumpe dauerhaft befüllte Sackbohrung (2) erstreckt, wobei zwischen dem Wellendichtring (3) und dem Wälzlager (6) ein Ringraum (7) vorgesehen ist, der mit einem Leckagekanal (8) verbunden ist, der bevorzugt mit einer im Pumpengehäuse (9) ausgebildeten Leckagekammer (10) verbunden ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der höchsten Stelle des Pumpengehäuses (9) ein unter Atmosphärendruck stehendes Kanalsystem (11) einmündet, an das die Sackbohrung (2) und die Leckagekammer (10) zum Druckausgleich angeschlossen ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der höchsten Stelle des Pumpengehäuses (9) eine Membrane (12) eingesetzt ist, über die das Kanalsystem (11) und die am Kanalsystem (11) angeschlossene Sackbohrung (2) als auch die Leckagekammer (10) unabhängig voneinander dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt sind.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (4) zum Druckausgleich mit der Atmosphäre an ein Kanalsystem (11) im Pumpengehäuse (9) angeschlossen ist, wobei das Kanalsystem (11) an der höchsten Stelle des Pumpengehäuses (9) an eine unter Atmosphärendruck stehende Membran (12) und an tieferen Stellen des Pumpengehäuses (9) an die Sackbohrung (2) als auch an die Leckagekammer (10) angeschlossen ist.
Hydraulikaggregat nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (11) einen ersten Vertikalkanal (13) aufweist, der an der höchsten Stelle der Sackbohrung (2) angeschlossen ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (11) einen zweiten Vertikalkanal (14) aufweist, der an der höchsten Stelle der Leckagekammer (10) angeschlossen ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (11) einen dritten Vertikalkanal (15) aufweist, der an der höchsten Stelle der Motorgehäuses (4) angeschlossen ist.
Hydraulikaggregat nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite und dritte Vertikalkanal (13, 14, 15) an einen Horizontalkanal (16) des Kanalsystems (11) angeschlossen sind, der sich zu einer mit einer Membran (12) versehenen Außenfläche des Pumpengehäuses (9) erstreckt.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vertikalkanal (13) eine Kapazität aufweist, die wenigstens der temperaturabhängigen Volumenausdehnung des in der Sackbohrung (2) vorhandenen Druckmittels in Richtung des ersten Vertikalkanals (13) entspricht.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des ersten Vertikalkanals (13) um eine aus der Pumpenbohrung (9) in die Sackbohrung (2) einleitbare Pumpenleckage erhöht ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einmündung des ersten Vertikalkanals (13) in den Horizontalkanal (16) eine Schottwand (5) mit einer druckausgleichenden Blendenbohrung angeordnet ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtring (3) als Radialwellendichtring oder federunterstützter Nutring ausgeführt ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtring (3) im Wälzlager (6) integriert ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtring (3) entweder in einem zwischen dem Motorgehäuse (4) und dem Pumpengehäuse (9) eingespannten Halteblech (17) oder einer Adapterplatte (18) aufgenommen ist.