DE102013200366A1 - Hydraulic device for vehicle brake system, has eccentric drive for driving pump piston of hydraulic device, where eccentric drive has drive shaft and eccentric cam driven by drive shaft, and eccentric cam is mounted on eccentric ring - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Exzenterantrieb zum Antreiben eines Pumpenelements des Hydraulikaggregats, bei dem der Exzenterantrieb eine Antriebswelle und einen davon antreibbaren Exzenternocken aufweist, auf dem drehbar ein Exzenterring angebracht ist, und bei dem an dem Exzenterring ein Pumpenkolben des Pumpenelements an einem ersten Kontaktbereich des Exzenterrings angelegt ist. The invention relates to a hydraulic unit of a vehicle brake system with an eccentric drive for driving a pump element of the hydraulic unit, in which the eccentric drive has a drive shaft and a driven eccentric cam, on which an eccentric ring is rotatably mounted, and in which on the eccentric a pump piston of the pump element to a first contact area of the eccentric ring is applied.
In Fahrzeugbremsanlagen werden Hydraulikaggregate eingesetzt, um in zugehörigen Bremskreisen einen geregelten Bremsdruck mittels eines Bremsfluids zur Verfügung stellen zu können. Zum Regeln des Bremsdrucks umfasst das Hydraulikaggregat einen Hydraulikblock bzw. ein blockförmiges Gehäuse, in dem ein oder mehrere Pumpenelemente angeordnet sind. Das einzelne Pumpenelement ist gebildet mit einem Pumpenkolben und einem Pumpenzylinder, in dem der Pumpenkolben hin- und herverschiebbar gelagert ist. Zum Verschieben des Pumpenkolbens befindet sich im Hydraulikblock ein Exzenterantrieb, dessen Exzenternocken mittels einer Antriebswelle angetrieben wird. Der Exzenternocken ist oftmals von einem Exzenterring umgeben. Die Lagerung des Exzenterrings auf dem Exzenternocken ist als Gleitlager oder als Wälzlager mit Wälzkörpern gestaltet. An dem derart gelagerten und exzentrisch bewegten Exzenterring liegt der jeweilige Pumpekolben mit einem seiner Stirnseiten an und ist dabei während einer Förder- bzw. Druckphase mittels des sich im zugehörigen Druckraum aufbauenden Drucks und während einer Rückbewegungs- bzw. Saugphase mittels einer Kolbenrückstellfeder gegen den Exzenterring gedrängt. Mit dem Andrücken des Pumpenkolbens gegen den Exzenterring ergibt sich an diesem eine Drucklast, die über die Lebensdauer des zugehörigen Hydraulikaggregats sicher getragen werden muss. In vehicle brake systems, hydraulic power units are used in order to be able to provide a regulated brake pressure in the associated brake circuits by means of a brake fluid. For controlling the brake pressure, the hydraulic unit comprises a hydraulic block or a block-shaped housing, in which one or more pump elements are arranged. The single pump element is formed with a pump piston and a pump cylinder, in which the pump piston is mounted back and forth. To move the pump piston is located in the hydraulic block an eccentric whose eccentric cam is driven by a drive shaft. The eccentric cam is often surrounded by an eccentric ring. The bearing of the eccentric ring on the eccentric cam is designed as a plain bearing or as a rolling bearing with rolling elements. At the eccentric ring mounted in such a way and eccentrically moved, the respective pump piston bears against one of its end faces and is urged against the eccentric ring during a delivery or pressure phase by means of the pressure building up in the associated pressure chamber and during a return or suction phase by means of a piston return spring , With the pressing of the pump piston against the eccentric ring results in this a pressure load that must be worn safely over the life of the associated hydraulic unit.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist ein Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Exzenterantrieb zum Antreiben eines Pumpenelements des Hydraulikaggregats geschaffen, bei dem der Exzenterantrieb eine Antriebswelle und einen davon antreibbaren Exzenternocken aufweist, auf dem drehbar ein Exzenterring angebracht ist, und bei dem an dem Exzenterring ein Pumpenkolben des Pumpenelements an einem ersten Kontaktbereich des Exzenterrings angelegt ist, wobei an dem Exzenterring ferner ein Kontaktelement an einem zweiten Kontaktbereich des Exzenterrings angelegt bzw. wahlweise anlegbar ist. According to the invention, a hydraulic unit of a vehicle brake system is provided with an eccentric drive for driving a pump element of the hydraulic unit, wherein the eccentric drive has a drive shaft and an eccentric cam driven thereon, on which an eccentric ring is rotatably mounted, and in which at the eccentric a pump piston of the pump element to a the first contact region of the eccentric ring is applied, wherein on the eccentric further a contact element is applied to a second contact region of the eccentric ring and optionally can be applied.
Gemäß der Erfindung wird die von dem zugehörigen Pumpenkolben ausgeübte Drucklast mit der Zeit über den Umfang des Exzenterrings verteilt eingeleitet. Dazu wird dafür gesorgt, dass sich der Exzenterring sicher unter dem daran anliegenden Pumpenkolben weiterbewegt. So wird vermieden, dass der Pumpenkolben immer an ein und derselben Stelle an dem Exzenterring anliegen und sich daher dort an diesem eine Ermüdung oder gar Verformung ergeben könnte. Damit der Exzenterring sicher unter dem zugehörigen Pumpenkolben weiterbewegt wird, ist gemäß der Erfindung ein Kontaktelement vorgesehen, das an einem zweiten Kontaktbereich an den Exzenterring angelegt wird, also neben dem bzw. zusätzlich zu dem Pumpenkolben. Das derart am Exzenterring angelegte Kontaktelement stellt für den Exzenterring eine zusätzliche Widerstandsfläche dar, deren Widerstandskraft dazu genutzt werden kann, um den Exzenterring unter der Stirnseite des Pumpenkolbens weiterzubewegen. According to the invention, the pressure load exerted by the associated pump piston is distributed over time over the circumference of the eccentric ring. For this purpose, it is ensured that the eccentric securely moves under the pump piston adjacent thereto. This avoids that the pump piston always bear against one and the same point on the eccentric ring and therefore there could result in this fatigue or even deformation. So that the eccentric ring is securely moved further under the associated pump piston, a contact element is provided according to the invention, which is applied to the eccentric ring at a second contact region, ie adjacent to or in addition to the pump piston. The contact element thus applied to the eccentric ring constitutes an additional resistance surface for the eccentric ring, the resistance of which can be used to move the eccentric ring under the end face of the pump piston.
Die mit der Erfindung vorgesehene, abstützende Kraft vom Kontaktelement auf den Exzenterring bzw. Außenring führt zu einem gezielten Rückhalten des Exzenterrings relativ zum Krafteintrag am ersten Kontaktbereich. Diese rückhaltende Kraft wird vorzugsweise so dimensioniert, dass sie zumindest in einem Teilbereich des Hubs des Pumpenkolbens bzw. des Umlaufs des Exzenternockens wirkt. In diesem Teilbereich wird dann der Exzenterring relativ zum ersten Kontaktbereich verdreht. Mit der Vielzahl an Umläufen des Exzenternockens innerhalb des Exzenterrings wird dieser dann kontinuierlich relativ zum Pumpenkolben weitergedreht und damit die erfindungsgemäße Verlagerung des Krafteintrags am Exzenterring erreicht. The provided with the invention, supporting force from the contact element on the eccentric ring or outer ring leads to a targeted retention of the eccentric ring relative to the force input at the first contact area. This restraining force is preferably dimensioned such that it acts at least in a partial region of the stroke of the pump piston or of the circulation of the eccentric cam. In this part of the eccentric ring is then rotated relative to the first contact area. With the large number of revolutions of the eccentric cam within the eccentric ring, it is then continuously rotated further relative to the pump piston, thereby achieving the displacement according to the invention of the force input on the eccentric ring.
Der zweite Kontaktbereich ist vorzugsweise relativ zur Antriebswelle diametral gegenüber vom ersten Kontaktbereich angeordnet. Die derartige Anordnung des zweiten Kontaktbereichs erreicht im Hinblick auf die einbringbare Kraft eine maximale Auswirkung, weil sich aufgrund der Exzentrizität des Exzenternockens an dieser Stelle der gegenüberliegende Pumpenkolben gerade an seinem unteren bzw. hinteren Umkehrpunkt seines Kolbenhubs befindet. Die Krafteinwirkung am Pumpenkolben aufgrund von Förderdruck ist dort am geringsten und damit ein Entlanggleiten der Stirnseite des Pumpenkolbens am Exzenterring besonders leicht möglich. Darüber hinaus stellt sich dann am vorderen bzw. oberen Umlenkpunkt des Kolbenhubs des Pumpenkolbens eine minimale Kraft und damit ein maximales Gleiten des erfindungsgemäßen Kontaktelements ein. Alternativ ist eine Anordnung des Kontaktelements in einer Winkelstellung von 90° relativ zum Pumpenkolben besonders interessant. In dieser Winkelstellung kann das Kontaktelement im Stillstand der Kolbenpumpe besonders stark relaxieren, weil die Kolbenpumpe regelmäßig im unteren Wendepunkt des Exzenternockens zum Stillstand kommt. The second contact region is preferably arranged relative to the drive shaft diametrically opposite the first contact region. The arrangement of the second contact region achieves a maximum effect with regard to the force that can be introduced because, due to the eccentric eccentricity of the eccentric cam, the opposite pump piston is located at its lower or rear reversal point of its piston stroke. The force acting on the pump piston due to delivery pressure is the lowest there and thus a sliding along the end face of the pump piston on the eccentric ring is particularly easy. In addition, then sets a minimum force and thus a maximum sliding of the contact element according to the invention at the front or upper deflection of the piston stroke of the pump piston. Alternatively, an arrangement of the contact element in an angular position of 90 ° relative to the pump piston is particularly interesting. In this angular position, the contact element can relax particularly strong at standstill of the piston pump, because the Piston pump comes to a standstill regularly in the lower turning point of the eccentric cam.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement ist vorteilhaft federnd vorgespannt an den Exzenterring angelegt. Das Kontaktelement weicht dann bei Annähern des Exzenterrings mittels des Exzenternockens zurück. Damit ergibt sich eine gezielt zunehmende Federkraft auf den Exzenterring mit entsprechender Zunahme der diesen rückhaltenden Kraft. The contact element according to the invention is advantageously resiliently biased applied to the eccentric ring. The contact element then gives way when approaching the eccentric ring by means of the eccentric cam. This results in a deliberately increasing spring force on the eccentric ring with a corresponding increase in this retaining force.
Vorzugsweise wird eine Federkraft für die federnde Vorspannung derart gewählt, dass zumindest über einen ersten Teilbereich des Umlaufs des Exzenternockens zwischen dem Exzenterring und dem Kontaktelement Haftreibung besteht. Mit dem Haften ergibt sich eine Rollbewegung des Exzenterrings an dem Kontaktelement, welche zugleich mit einem Wandern des Exzenterrings entlang der Stirnseite des Pumpenkolbens verbunden ist. Preferably, a spring force for the resilient bias is chosen such that at least over a first portion of the circulation of the eccentric cam between the eccentric ring and the contact element is static friction. With the sticking results in a rolling movement of the eccentric ring on the contact element, which is also connected to a wandering of the eccentric ring along the end face of the pump piston.
Der erste Teilbereich des Umlaufs des Exzenternockens, bei dem das erfindungsgemäße Kontaktelement an dem Exzenterring haftet, bewegt sich vorzugsweise im Bereich von mehr als 0° bis 10°. Er beträgt vorteilhaft 2°, vorzugsweise mehr als 0° und weniger als 1°. Dieser erste Teilbereich ist erfindungsgemäß bevorzugt also vergleichsweise klein. Die am Kontaktelement sich ergebenden Kräfte, für die grundsätzlich Antriebsenergie an der Kolbenpumpe aufgewendet werden muss, können so gering gehalten werden. Dennoch ergibt sich über die Gesamtzahl an Umdrehungen der Antriebswelle eine vergleichsweise große Wanderbewegung des Exzenterrings entlang des Pumpenkolbens. The first portion of the circulation of the eccentric cam, in which the contact element according to the invention adheres to the eccentric ring, preferably moves in the range of more than 0 ° to 10 °. It is advantageously 2 °, preferably more than 0 ° and less than 1 °. This first portion is inventively preferred so relatively small. The resulting forces on the contact element, for the drive energy must be expended on the piston pump in principle, can be kept so low. Nevertheless, results over the total number of revolutions of the drive shaft, a comparatively large traveling movement of the eccentric ring along the pump piston.
Um die Verlustleistung gering zu halten, ist ferner vorteilhaft der erste Teilbereich des Umlaufs des Exzenternockens so gewählt, dass sich der Pumpenkolben in seinem Saughub befindet. In order to keep the power loss low, the first portion of the circulation of the eccentric cam is also advantageously chosen such that the pump piston is in its intake stroke.
Für die federnde Vorspannung des Kontaktelements wird ferner bevorzugt die Federkraft derart gewählt, dass zumindest über einen zweiten Teilbereich des Umlaufs des Exzenternockens zwischen dem Exzenterring und dem Kontaktelement Gleitreibung besteht. Mit dem derartigen Gleiten ergibt sich dann keine Rollbewegung des Exzenterrings an dem Kontaktelement. Stattdessen findet in dem zweiten Teilbereich dann eine Rollbewegung am Pumpenkolben und damit ein verlustarmes Wandern des Exzenterrings entlang des Kontaktelements statt. For the resilient bias of the contact element further preferably, the spring force is selected such that at least over a second portion of the circulation of the eccentric cam between the eccentric ring and the contact element is sliding friction. With such sliding then there is no rolling movement of the eccentric ring on the contact element. Instead, a rolling movement then takes place on the pump piston and thus a low-loss migration of the eccentric ring along the contact element in the second subregion.
Der zweite Teilbereich des Umlaufs des Exzenternockens schließt dabei entsprechend der obigen Erläuterung einen Förderhub des Pumpenkolbens vollständig ein. The second portion of the circulation of the eccentric cam includes a delivery stroke of the pump piston completely according to the above explanation.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement ist in einfacher Weise vorzugsweise als eine vom Exzenterring zu verformende, sich im Wesentlichen tangential zum Exzenterring erstreckende Blattfeder gestaltet. The contact element according to the invention is designed in a simple manner preferably as a leaf spring to be deformed by the eccentric ring, extending substantially tangentially to the eccentric ring.
Alternativ ist bei dem Hydraulikaggregat gemäß der Erfindung das Kontaktelement vorteilhaft als eine vom Exzenterring zu komprimierende, sich in Radialrichtung zur Antriebswelle hin erstreckende Elastomerfeder gestaltet. Diese Elastomerfeder kann mittels einer elastischen Einlageschicht oder etwa einem elastischen Stift gestaltet sein. Eine solche Elastomerfeder ist geräuschdämpfender und weist zugleich in der Regel eine höhere Haftreibung am zugehörigen Exzenterring auf, als etwa ein Federelement aus Stahl. Alternatively, in the hydraulic unit according to the invention, the contact element is advantageously designed as an eccentric ring to be compressed, extending in the radial direction to the drive shaft extending elastomer spring. This elastomer spring can be designed by means of an elastic insert layer or about an elastic pin. Such an elastomer spring is noise-dampening and at the same time generally has a higher static friction on the associated eccentric ring than, for example, a spring element made of steel.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In
Mit dem Umlauf des Exzenternockens
Die
Bei dem derartigen Exzenterantrieb
Die
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die
In der
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DE201310200366 DE102013200366A1 (en) | 2013-01-14 | 2013-01-14 | Hydraulic device for vehicle brake system, has eccentric drive for driving pump piston of hydraulic device, where eccentric drive has drive shaft and eccentric cam driven by drive shaft, and eccentric cam is mounted on eccentric ring |
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DE102013200366A1 true DE102013200366A1 (en) | 2014-07-17 |
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DE (1) | DE102013200366A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017008892A (en) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Pump device |
DE102021101988A1 (en) | 2021-01-28 | 2022-07-28 | Feucht GmbH | DRIVE UNIT FOR A PUMP |
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- 2013-01-14 DE DE201310200366 patent/DE102013200366A1/en active Pending
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