DE102017211874A1

DE102017211874A1 - Kolbenpumpenaggregat für eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102017211874A1
Application number: DE102017211874.1A
Authority: DE
Inventors: Marcus Biehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kolbenpumpenaggregat (1) für eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit einem Elektromotor (2), einem Planetengetriebe (3), einem Schraubgetriebe (4) und einem in einem Zylinder (7) verschieblichen Kolben (5). Um ein hartes Anschlagen des Kolbens (5) in dem Zylinder (7) bei einem Rückhub zu vermeiden, schlägt die Erfindung eine Lochscheibe (13) mit axial federnden Segmenten (18) als elastischen Endanschlag (12) für den Kolben (5) vor.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kolbenpumpenaggregat für eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Kolbenpumpen dienen in hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlagen zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks für eine Betriebsbremsung mit Fremdkraft und/oder in schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen ebenfalls zur Erzeugung eines Bremsdrucks und zu einer Förderung von Bremsflüssigkeit aus Radbremsen nach einer Druckabsenkung zurück zu den Radbremsen um die Radbremsdrücke wieder zu erhöhen oder zurück in Richtung eines Hauptbremszylinders während einer Schlupfregelung.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Kolbenpumpenaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist zur Erzeugung eines Bremsdrucks und/oder zur Förderung von Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fremdkraft- und/oder schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Es weist einen Elektromotor als Antrieb, ein Schraubgetriebe, beispielsweise einen Spindeltrieb, der eine drehende Antriebsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung wandelt und eine Kolben-Zylinder-Einheit auf, deren Kolben mit dem Schraubgetriebe im Zylinder verschiebbar ist. Dabei geht es um eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder, es kann auch der Zylinder auf dem Kolben verschoben werden. Dem Elektromotor und dem Schraubgetriebe kann ein Untersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, zwischengeschaltet sein. Außerdem weist die Kolben-Zylinder-Einheit einen Endanschlag auf, der einen Hub des Kolbens in einer Verschieberichtung begrenzt und dadurch eine Nulllage des Kolbens im Zylinder festlegt. Die Nulllage kann auch als Ausgangsstellung oder Grundstellung des Kolbens aufgefasst werden. Sie ist eine bestimmte Stellung des Kolbens im Zylinder, vorzugsweise am Ende eines Rückhubs. In diesem Fall begrenzt der Endanschlag den Rückhub des Kolbens. Beim Rückhub saugt der Kolben Bremsflüssigkeit in den Zylinder an, wogegen er bei einem entgegengesetzten Arbeitshub Bremsflüssigkeit aus dem Zylinder verdrängt. Erfindungsgemäß ist der Endanschlag in der Verschieberichtung des Kolbens elastisch. Dadurch vermeidet die Erfindung ein Schlaggeräusch bei einem Anstoßen des Kolbens am Endanschlag. Außerdem bewirkt die Erfindung einen - wenn auch möglicherweise sehr kurzen - Bremsweg des Kolbens, der Kolben wird nicht schlagartig angehalten.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Zu einer Feststellung des Erreichens des Endanschlags mit dem Kolben sieht eine Ausgestaltung der Erfindung eine Strommesseinrichtung vor, die eine Stromaufnahme des Elektromotors misst (Anspruch 5). Aus einem starken Stromanstieg über einen Betriebsstrom des Elektromotors während eines Verschiebens des Kolbens lässt sich das Erreichen des Endanschlags feststellen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Achsschnitt eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenaggregats;
2 einen Achsschnitt eines Endanschlags des Kolbenpumpenaggregats; und
3 eine Stirnansicht des Endanschlags aus 2.

Ausführungsform der Erfindung
Das in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Kolbenpumpenaggregat 1 ist zu einer Druckerzeugung in einer hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage und/oder zur Druckerzeugung und zu einer Förderung von Bremsflüssigkeit in einer schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage während einer Schlupfregelung vorgesehen. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf-, Fahrdynamikregelungen und elektronische Stabilitätsprogramme, für die die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind.
Zum Antrieb weist das erfindungsgemäße Kolbenpumpenaggregat 1 einen Elektromotor 2 auf, mit dem ein Planetengetriebe 3 antreibbar ist. Das Planetengetriebe 3 treibt ein Schraubgetriebe 4 drehend an, das die Drehbewegung in eine Verschiebung wandelt um einen Kolben 5 einer Kolben-Zylinder-Einheit 6 in einem Zylinder 7 zu verschieben. In der beschriebenen und erläuterten Ausführungsform der Erfindung ist das Schraubgetriebes 4 ein Kugelgewindetrieb. Das Planetengetriebe 3 treibt eine Mutter 8 des Schraubgetriebes 4 drehend an und die Mutter 8 verschiebt eine Spindel 9 des Schraubgetriebes 4. Davon abweichend kann auch umgekehrt die Spindel 9 drehend angetrieben und die Mutter 8 zusammen mit dem Kolben 5 verschoben werden. Ein dem Planetengetriebe 3 und dem Elektromotor 2 fernes Ende der Spindel 9 ist durch einen mit ihr einstückigen Zapfen 10, der in ein Sackloch in einem Kolbenboden 11 des Kolbens 5 eingepresst ist, mit dem Kolben 5 verbunden, so dass sich der Kolben 5 mit der Spindel 9 verschiebt. Der Kolben 5 ist als Hohlkolben ausgeführt, der an einem dem Planetengetriebe 3 und dem Elektromotor 2 fernen Ende einstückig von seinem Kolbenboden 11 geschlossen ist und der die Mutter 8 des Schraubgetriebes 4 im Zylinder 7 der Kolben-Zylinder-Einheit 6 umschließt. Die genannten Bauteile des Kolbenpumpenaggregats 1, das heißt der Elektromotor 2, das zwischen dem Elektromotor 2 und dem Schraubgetriebes 4 angeordnete Planetengetriebe 3, das Schraubgetriebe 4, der Kolben 5 und der Zylinder 7 sind koaxial.
Als Endanschlag 12 zu einer Begrenzung eines Hubs des Kolbens 5 im Zylinder 7 in einer Verschieberichtung weist die Kolben-Zylinder-Einheit 6 eine Lochscheibe 13 auf, die in 2 und 3 größer als Einzelteil dargestellt ist. Die Lochscheibe 13 weist einen axial kurzen, rohrförmigen Kragen 14 auf, der ein dem Planetengetriebe 3 und dem Elektromotor 2 zugewandtes, offenes Ende des Zylinders 7 umschließt und mit einem nach innen umgebördelten Rand 15 in eine umlaufende Rille 16 außen im Zylinder 7 greift und dadurch am Zylinder 7 festgelegt ist. Wie in 3 zu sehen weist ein Innenrand der den Endanschlag 12 bildenden Lochscheibe 13 Einschnitte 17 auf, die vergleichbar einer Zahnscheibe den Innenrand in Segmente 18 unterteilt, die sich über begrenzte Umfangsabschnitte erstrecken. Die Segmente 18 stehen schräg in einem spitzen Winkel zu einer Radialebene in Richtung des Kolbens 5. Die den Endanschlag 12 bildende Lochscheibe 13 besteht aus einem federelastischen Material, im Ausführungsbeispiel aus einem Federstahl, so dass die Segmente 18 in axialer Richtung federn und die Lochscheibe 13 einen in axialer Richtung elastischen bzw. federnden Endanschlag 12 für den Kolben 5 der Kolben-Zylinder-Einheit 6 bildet.
Die den Endanschlag 12 bildende Lochscheibe 13 begrenzt den Verschiebeweg des Kolbens 5 in Richtung des Planetengetriebes 3 und des Elektromotors 2. Diese Verschieberichtung wird hier als Rückhubrichtung bezeichnet, bei ihr saugt der Kolben 5 Bremsflüssigkeit in den Zylinder 7 an, die er bei einem entgegengesetzten Arbeitshub wieder aus dem Zylinder 7 verdrängt. Durch die Elastizität der Segmente 18, an denen der Kolben 5 am Ende seines Rückhubs zur Anlage kommt, wird der Kolben 5 am Ende seines Rückhubs nicht schlagartig angehalten, sondern auf einem - wenn auch sehr kurzen - Weg abgebremst. Das vermeidet mechanische Spitzenbelastungen und Schlaggeräusche bei einem Anstoßen des Kolbens 5 am Endanschlag 12.
Der Endanschlag 12 legt eine Lage des Kolbens 5 im Zylinder 7 am Ende des Rückhubs fest, die hier als Nulllage bezeichnet wird. Zu einer Feststellung, wann der Kolben 5 bei seinem Rückhub den Endanschlag 12 erreicht, weist das erfindungsgemäße Kolbenpumpenaggregat 1 einen Strommesser oder eine Strommesseinrichtung 19 auf, die in 1 als Symbol gezeichnet ist. Gelangt der Kolben 5 bei seinem Rückhub in Anlage an die in axialer Richtung federnden Segmente 18 am Innenrand des als Lochscheibe 13 ausgebildeten Endanschlags 12, steigt eine Stromaufnahme des Elektromotors 2 an, wodurch das Ende des Rückhubs des Kolbens 5 feststellbar ist und die Nulllage des Kolbens 5 festgelegt wird.
Das erfindungsgemäße Kolbenpumpenaggregat 1 ist an einem Hydraulikblock 20 einer Schlupfregelung einer im Übrigen nicht dargestellten, hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage angeordnet, wobei das Kolbenpumpenaggregat 1 Teil der Schlupfregelung ist. Solche Schlupfregelungen und Hydraulikblöcke 20 sind dem Fachmann an sich bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Der Hydraulikblock 20 dient einer mechanischen Befestigung und einer hydraulischen Verschaltung hydraulischer, elektrohydraulischer und elektronischer Bauelemente der Schlupfregelung, zu denen außer dem Kolbenpumpenaggregat 1 Magnetventile, Rückschlagventile, Hydrospeicher und Dämpferkammern gehören, die in und am Hydraulikblock 20 angeordnet und durch eine nicht gezeichnete Verbohrung des Hydraulikblocks 20 hydraulisch miteinander verschaltet sind. Bestückt mit dem Kolbenpumpenaggregat 1 und den weiteren Bauelementen der Schlupfregelung bildet der Hydraulikblock 20 ein Hydraulikaggregat, das Teil bzw. ein Kernstück der Schlupfregelung ist. Bei einer Betriebsbremsung wird ein Bremsdruck der Fahrzeugbremsanlage per Fremdkraft mit dem erfindungsgemäßen Kolbenpumpenaggregat 1 erzeugt.

Claims

Kolbenpumpenaggregat für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Elektromotor (2), mit einem Schraubgetriebe (4), das mit dem Elektromotor (2) drehend antreibbar ist und eine Drehbewegung des Elektromotors (2) in eine Verschiebung wandelt, und mit einer Kolben-Zylinder-Einheit (6) mit einem Kolben (5), der mit dem Schraubgetriebe (4) in einem Zylinder (7) verschiebbar ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit (6) einen Endanschlag (12) für den Kolben (5) aufweist, der einen Hub des Kolben (5) in einer Verschieberichtung begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (12) elastisch ist.
Kolbenpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (12) eine axial elastische Lochscheibe (13) aufweist.
Kolbenpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (12) eine Lochscheibe (13) aufweist, die an ihrem Innen- oder Außenrand in axialer Richtung federnde Segemente (18) aufweist, die sich über begrenzte Umfangsabschnitte erstrecken.
Kolbenpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheibe (13) einen rohrförmigen Kragen (14) aufweist, mit dem sie am Kolben (5) oder am Zylinder (7) festgelegt ist.
Kolbenpumpenaggregat nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenpumpenaggregat (1) eine Strommesseinrichtung (19) zur Messung einer Stromaufnahme des Elektromotors (2) zu einer Feststellung einer Anlage des Kolbens (5) am Endanschlag (12) aufweist.