DE102015205060A1 - Motor pump unit with a membrane unit - Google Patents

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Adrian Messner
Manfred Rüffer
Jens Bacher
Michael Jürging
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
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    • F04B45/043—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping flexible members in parallel

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpenaggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist. Um die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran (3) kosten- und prozesstechnisch zu optimieren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.The invention relates to a motor pump unit (1) for supplying negative pressure to a pneumatic brake booster, wherein the motor pump unit (1) is designed as a diaphragm pump, preferably a double diaphragm pump with at least one membrane unit (2) with an elastomeric membrane (3) a connecting rod (4) by an electric motor driven eccentric drive (5) is moved. In order to optimize the force-transmitting connection between the eccentric drive and the membrane (3) cost and process technology is proposed according to the invention that the membrane unit (2) on the connecting rod (4) by means of a fastener (6) is fixed, which is transverse to a longitudinal axis ( L) of the connecting rod (4) is inserted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers insbesondere für eine hydraulische PKW-Bremsanlage. Bei modernen Kraftfahrzeugen mit pneumatischen Bremskraftverstärkern werden oft gesonderte Motorpumpenaggregate zur Erzeugung vom erforderlichen Unterdruck verwendet.The invention relates to a motor pump unit for the vacuum supply of a pneumatic brake booster, in particular for a hydraulic car brake system. In modern motor vehicles with pneumatic brake booster often separate motor pump units are used to generate the required negative pressure.

Darunter sind Motorpumpenaggregate bekannt, die als Doppelmembranpumpen mit zwei gegenüberliegenden elastomeren Membranen ausgeführt sind. Die Membranen werden von einem Elektromotor angetrieben, dabei wird die rotatorische Bewegung der Motorachse durch einen Exzentertrieb in eine translatorische umgewandelt und mittels Pleuelstangen an die Membranen übermittelt.Among them, motor pump units are known, which are designed as double diaphragm pumps with two opposite elastomeric membranes. The membranes are driven by an electric motor, whereby the rotational movement of the motor axis is converted by an eccentric drive into a translatory and transmitted by means of connecting rods to the membranes.

Die flexible Membran ist dabei meist an einem starren Membranhalter aus Kunststoff befestigt. Dieser ist mittels Reibschweißverfahren oder durch Umspritzung mit einer oft mehrteiligen Pleuelstange verbunden.The flexible membrane is usually attached to a rigid membrane holder made of plastic. This is connected by Reibschweißverfahren or by encapsulation with an often multi-piece connecting rod.

Derartige Fertigungsverfahren sind jedoch mit hohen Material und Prozesskosten verbunden.However, such manufacturing processes are associated with high material and process costs.

Es stellt sich daher die Aufgabe, die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran eines Motorpumpenaggregats dahingehend zu optimieren.It is therefore the task to optimize the force-transmitting connection between the eccentric and the diaphragm of a motor pump unit to the effect.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche geben weitere erfindungsgemäße Ausführungen und Weiterbildungen an.The object is achieved by the combination of features according to the independent claim 1. Subclaims specify further embodiments and refinements of the invention.

Erfindungsgemäß wird die Membraneinheit an der Pleuelstange mittels eines quer zur Längsachse der Pleuelstange gesteckten ist Befestigungselements fixiert. Hierdurch können potentiell fehleranfällige und kostenintensive Reibschweiß- und/oder Umspritzprozesse entfallen und durch robustere einfachere Verbindungen mit engen Toleranzen ersetzt werden. Durch den Verzicht auf spezielle thermische Fügeverfahren kann auf breitere Palette günstigerer Werkstoffe zurückgegriffen werdenAccording to the invention, the membrane unit is fixed to the connecting rod by means of a fastening element which is inserted transversely to the longitudinal axis of the connecting rod. As a result, potentially error-prone and cost-intensive friction welding and / or overmolding processes can be dispensed with and replaced by more robust, simpler connections with narrow tolerances. By dispensing with special thermal joining methods can be used on a wider range of cheaper materials

Zudem kann die Pleuelstange wesentlich einfacher gestaltet und beispielsweise durch Stanzen herstellbar sein.In addition, the connecting rod can be much simpler designed and produced for example by punching.

Pro Motorpumpenaggregat werden dabei insgesamt weniger Prozessschritte benötigt, Prozesse werden vereinfacht, es gibt weniger Ausschuss und eine etwaige Demontage zur Nacharbeit oder fürs Recycling wird ebenfalls erheblich vereinfacht. In total, fewer process steps are required per engine pump unit, processes are simplified, there is less waste and any dismantling for rework or recycling is also considerably simplified.

Das Befestigungselement kann besonders einfach und kostengünstig als eine einfache Federklammer ausgebildet sein, die die Membraneinheit im Bereich der Pleuelstange umklammert und gleichzeitig zur Arretierung einen Hinterschnitt einer Einkerbung oder einem Durchbruch der Pleuelstange bildet. Sowohl Montage als auch Demontage gestalten sich dadurch besonders einfach.The fastener may be particularly simple and inexpensive formed as a simple spring clip, which clasps the membrane unit in the region of the connecting rod and at the same time forms an undercut of a notch or an opening of the connecting rod for locking. Both assembly and disassembly are therefore particularly easy.

In einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung kann das Befestigungselement stiftförmig ausgebildet und in fluchtenden Öffnungen in der Membraneinheit und der Pleuelstange angeordnet sein. Hierdurch kann eine besonders robuste und steife Verbindung mit günstigen Normteilen realisiert werden. Dabei könne sowohl einfache Stifte als auch Federstifte und Passstifte verwendet werden, die entweder durch Klemmkraft gehalten oder auch eingeklebt sein können.In a further advantageous embodiment of the invention, the fastening element may be formed pin-shaped and arranged in aligned openings in the membrane unit and the connecting rod. This allows a particularly robust and rigid connection can be realized with cheap standard parts. Both simple pins and spring pins and dowel pins can be used, which can either be held by clamping force or glued.

In einer anderen Ausführung kann das Befestigungselement als eine Schraube ausgebildet sein, die entweder mit einer gesonderten Gewindemutter zusammenwirkt oder direkt in dem Werkstoff von der Membraneinheit oder der Pleuelstange eingeschraubt ist.In another embodiment, the fastener may be formed as a screw, which either cooperates with a separate nut or is screwed directly into the material of the membrane unit or the connecting rod.

Je nach konkretem Bedarf kann die erfindungsgemäße Verbindung mit nur einem oder auch mehreren Befestigungselementen ausgeführt werden, womit bestimmte Faktoren wie Kosten, Gewicht oder Festigkeit gezielt priorisiert werden können.Depending on the specific requirements, the connection according to the invention can be carried out with only one or more fastening elements, whereby specific factors such as cost, weight or strength can be prioritized specifically.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und anhand der Figuren hervor. Übereinstimmende Komponenten und Konstruktionselemente werden nach Möglichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.Other objects, features, advantages and applications of the invention will become apparent from the dependent claims together with the description and with reference to the figures. Matching components and construction elements will be given the same reference numbers if possible.

Auf detaillierte Beschreibung von Grundfunktionen eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats wird dabei weitgehend verzichtet, da ausreichend bekannt.On detailed description of basic functions of a generic motor pump unit is largely omitted, since sufficiently known.

Nachstehend zeigt:Below shows:

1 eine bekannte Ausführung eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats. 1 a known embodiment of a generic motor pump unit.

2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Befestigung von Membran an der Pleuelstange mittels einer Federklammer. 2 a first embodiment of the invention attachment of the diaphragm to the connecting rod by means of a spring clip.

3 Eine weitere erfindungsgemäße Variante mit Klammerbefestigung. 3 Another variant of the invention with clip attachment.

4 Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform mit Befestigung durch Stifte. 4 A second embodiment of the invention with attachment by pins.

5 Eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit Befestigung durch Schrauben. 5 A third embodiment according to the invention with fastening by screws.

Fig. 1:Fig. 1:

1 zeigt eine bekannte Ausführung eines Motorpumpenaggregats 1. Ein Elektromotor 15 treibt über einen Exzentertrieb 5 zwei Pleuelstangen 4 an, welche die Bewegung an zwei gegenüberliegend angeordneten Membraneinheiten 2 übermitteln. Die Pleuelstangen 4 sin mehrteilig ausgeführt mit einem Kopf 17, der an einen Schaft 16 aus Metall angespritzt ist. Der Kopf 17 ist reibverschweißt mit der Membraneinheit 2. 1 shows a known embodiment of a motor pump unit 1 , An electric motor 15 drives over an eccentric drive 5 two connecting rods 4 indicating the movement on two oppositely arranged membrane units 2 to transfer. The connecting rods 4 sin multipart with one head 17 which is attached to a shaft 16 molded of metal. The head 17 is friction welded to the membrane unit 2 ,

Fig. 2:Fig. 2:

2 zeigt eine erste erfindungsgemäß optimierte Pleuelstangen-Membraneinheit im montierten Zustand und in Schnittdarstellung, sowie die Einzelteildarstellungen der Pleuelstange 4 und des Befestigungselements 6. Das Befestigungselement 6 zur Fixierung der Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 ist hier als eine Federklammer ausgebildet. 2 shows a first inventively optimized connecting rod diaphragm unit in the assembled state and in a sectional view, and the individual parts of the connecting rod 4 and the fastener 6 , The fastener 6 for fixing the membrane unit 2 on the connecting rod 4 is designed here as a spring clip.

In der gezeigten Ausführung ist die Membraneinheit 2 zweiteilig ausgebildet mit einer elastischen Membran 3 aus einem Elastomerwerkstoff, welche an einem steifen Membranhalter 11 befestigt ist. Die Membraneinheit 2 wird auf die Pleuelstange 4 aufgesetzt. In der Membraneinheit 2 sind seitlich außen zwei Führungen 18 vorgesehen, in die eine Federklammer 6 quer zur Längsachse L aufgesteckt wird und so die Membraneinheit 2 federnd umgreift. Die Pleuelstange 4 verfügt über Einkerbungen 7, von denen eine mit der Federklammer 6 im montierten Zustand einen Hinterschitt bildet und dadurch die Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 arretiert. Die an der Federklammer 6 ausgebildeten Krallen 12 verhindern nach der Montage eine ungewolltes Zurückrutschen der Federklammer 6, lassen jedoch deren zerstörungsfreie Demontage zu.In the embodiment shown, the membrane unit 2 formed in two parts with an elastic membrane 3 made of an elastomeric material attached to a rigid membrane holder 11 is attached. The membrane unit 2 gets on the connecting rod 4 placed. In the membrane unit 2 are laterally outside two guides 18 provided in which a spring clip 6 is attached transversely to the longitudinal axis L and so the membrane unit 2 resiliently embraces. The connecting rod 4 has notches 7 one of which is with the spring clip 6 in the mounted state forms a Hinterschitt and thereby the membrane unit 2 on the connecting rod 4 locked. The at the spring clip 6 trained claws 12 prevent accidental slipping back of the spring clip after installation 6 , but allow their non-destructive disassembly.

Durch eine Spiegelsymmetrische Ausführung der Pleuelstange 4 kann diese beidseitig verwendet werden.Through a mirror-symmetrical design of the connecting rod 4 This can be used on both sides.

In der gezeigten Ausführung ist die federklammer aus einem Draht gefertigt, eine Ausführung aus einem Metallband ist innerhalb der Erfindung ebenfalls zulässig.In the embodiment shown, the spring clip is made of a wire, an embodiment of a metal strip is also permitted within the invention.

Durch eine geeignete Formgebung oder Materialmix mit verschiedenen Shorehärtegraden kann die Membraneinheit 2 innerhalb der Erfindung auch einteilig aus einem elastomeren Werkstoff gestaltet sein. Dabei wird im Bereich der Pleuelstange 4 eine größere Materialstärke oder höhere Shorehärte zum Erzielen einer höheren Steifigkeit benötigt.By suitable shaping or material mix with different Shorehärtegraden the membrane unit 2 be formed integrally within the invention of an elastomeric material. It is in the area of the connecting rod 4 a greater material thickness or higher Shore hardness needed to achieve a higher rigidity.

Fig. 3:3:

In der 3 ist eine weitere Möglichkeit der Arretierung mittels Federklammer 6 dargestellt. Die Pleuelstange 4 weist hier statt Einkerbungen einen Durchbruch 13 auf. Im montierten Zustand greift ein nach innen weisender Vorsprung 16 des Federelements 6 in den Durchbruch 13 ein und bildet so den Hinterschitt. Bei dieser Ausführung kann sogar auf die Krallen 12 verzichtet werden, weil der Hinterschnitt deren Funktion mit übernimmt.In the 3 is another way of locking by means of spring clip 6 shown. The connecting rod 4 has here notches notches a breakthrough 13 on. In the mounted state engages an inward-facing projection 16 of the spring element 6 in the breakthrough 13 and thus forms the Hinterschitt. In this design can even on the claws 12 be omitted, because the undercut takes over their function.

Fig. 4:4:

In der 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführung ist das Befestigungselement 6 stiftförmig gestaltet. Die Pleuelstange 4 und die Membraneinheit 2 verfügen über Öffnungen 8, 9, die im montierten Zustand jeweils fluchten. Durch die Öffnungen 8, 9 werden nach dem Aufstecken der Membraneinheit 2 auf die Pleuelstange 4 zwei stiftförmige Befestigungselemente 6 quer zur Längsachse L gesteckt.In the 4 a further embodiment of the invention is shown. In contrast to the embodiment described above, the fastening element 6 designed in a pen shape. The connecting rod 4 and the membrane unit 2 have openings 8th . 9 , which are aligned in the assembled state. Through the openings 8th . 9 be after attaching the membrane unit 2 on the connecting rod 4 two pin-shaped fasteners 6 inserted transversely to the longitudinal axis L.

Bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise sind die Öffnungen 8, 9 als Bohrungen mit definierten Toleranzen gestaltet, womit eine reproduzierbare Klemmung zwischen den Befestigungselementen 6 und der Membraneinheit 2 bzw. Pleuelstange 4 begünstigt wird.Preferably, but not necessarily, the openings 8th . 9 designed as holes with defined tolerances, creating a reproducible clamping between the fasteners 6 and the membrane unit 2 or connecting rod 4 is favored.

Innerhalb der Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Arretierung mit lediglich einem einzigen, statt mit zwei Stiften 6 zu realisieren. Within the invention, it is also possible, the locking with only a single, instead of two pins 6 to realize.

Zur Realisierung der beschriebenen Ausführung eignen sich grundsätzlich sowohl Feder- oder Passstifte, die alleine durch Klemmkraft in den Öffnungen 8, 9 gehalten werden, als auch einfache Stifte, die in die Öffnungen 8, 9 eingeklebt werden.To realize the described embodiment are basically both spring or dowel pins alone by clamping force in the openings 8th . 9 be held, as well as simple pins, in the openings 8th . 9 be glued.

Fig. 5:Fig. 5:

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das Befestigungselement 6 als eine Schraube, Vorzugsweise Maschinenschraube ausgeführt ist. Die Schrauben 6 werden quer zur Längsachse L durch die Öffnungen 8, 9 gesteckt und verschraubt. Dabei können sie in unterschiedlichen Weiterbildungen entweder wie gezeigt mit Gewindemuttern 10 zusammenwirken oder direkt in den Werkstoff der Membraneinheit 2 eingeschraubt werden, so dass das Gewinde direkt in der Öffnung 9 ausgebildet ist.A further embodiment according to the invention provides that the fastening element 6 as a screw, preferably machine screw is executed. The screws 6 are transverse to the longitudinal axis L through the openings 8th . 9 stuck and screwed. They can in different developments either as shown with threaded nuts 10 interact or directly into the material of the membrane unit 2 be screwed in, leaving the thread directly in the opening 9 is trained.

In einer weiteren, nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Membraneinheit 2 ähnlich wie in der 4 die Pleuelstange 4 von beiden Seiten umgreifen und das Gewinde in den Öffnungen 8 der Pleuelstange 4 vorgesehen sein.In a further, not shown embodiment of the invention, the membrane unit 2 similar in the 4 the connecting rod 4 grasp from both sides and the thread in the openings 8th the connecting rod 4 be provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Motorpumpenaggregat A motor pump assembly
22
Membraneinheit membrane unit
33
Membran membrane
44
Pleuelstange connecting rod
55
Exzentertrieb eccentric
66
Befestigungselements fastener
77
Einkerbung notch
88th
Öffnung opening
99
Öffnung opening
1010
Gewindemutter threaded nut
1111
Membranhalter membrane holder
1212
Kralle claw
1313
Durchbruch breakthrough
1414
Vorsprung head Start
1515
Elektromotor electric motor
1616
Schaft shaft
1717
Kopf head
1818
Führung guide
LL
Längsachse longitudinal axis

Claims (11)

Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpenaggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.Motor pump unit ( 1 ) for the negative pressure supply of a pneumatic brake booster, wherein the motor pump unit ( 1 ) as a membrane pump, preferably a double membrane pump with at least one membrane unit ( 2 ) with an elastomeric membrane ( 3 ), the membrane unit ( 2 ) by means of a connecting rod ( 4 ) of an electric motor driven eccentric drive ( 5 ), characterized in that the membrane unit ( 2 ) on the connecting rod ( 4 ) by means of a fastening element ( 6 ), which is transverse to a longitudinal axis (L) of the connecting rod ( 4 ) is plugged. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Federklammer ausgebildet ist, wobei die Federklammer die Membraneinheit (2) im Bereich der Pleuelstange (4) umklammert und mit wenigstens einer Einkerbung (7) oder einem Durchbruch (13) der Pleuelstange (4) einen Hinterschnitt bildet.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fastening element ( 6 ) is formed as a spring clip, wherein the spring clip the membrane unit ( 2 ) in the area of the connecting rod ( 4 clasped and with at least one notch ( 7 ) or a breakthrough ( 13 ) of the connecting rod ( 4 ) forms an undercut. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) stiftförmig ausgebildet und in fluchtenden Öffnungen (8, 9) in der Membraneinheit (2) und der Pleuelstange (4) angeordnet ist.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fastening element ( 6 ) formed in a pin-shaped and in aligned openings ( 8th . 9 ) in the membrane unit ( 2 ) and the connecting rod ( 4 ) is arranged. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) durch Klemmkraft fixiert ist.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the fastening element ( 6 ) is fixed by clamping force. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) geklebt ist.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the fastening element ( 6 ) is glued. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Schraube ausgebildet ist. Motor pump unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fastening element ( 6 ) is designed as a screw. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit einer Gewindemutter (10) zusammenwirkt.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the fastening element ( 6 ) with a threaded nut ( 10 ) cooperates. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) unmittelbar in die Membraneinheit (2) eingeschraubt ist.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the fastening element ( 6 ) directly into the membrane unit ( 2 ) is screwed. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) eine elastische Membran (3) aus einem Elastomerwerkstoff und einen starren Membranhalter (11) aufweist, der zur Kraftübermittlung zwischen der Pleuelstange (4) und dem Membran (3) vorgesehen ist.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the membrane unit ( 2 ) an elastic membrane ( 3 ) made of an elastomeric material and a rigid membrane holder ( 11 ), for the transmission of power between the connecting rod ( 4 ) and the membrane ( 3 ) is provided. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit dem Membranhalter (11) und der Pleuelstange (4) zusammenwirkt.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the fastening element ( 6 ) with the membrane holder ( 11 ) and the connecting rod ( 4 ) cooperates. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Befestigungselemente (6) vorgesehen sind.Motor pump unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least two fastening elements ( 6 ) are provided.
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