DE102019202336A1 - Eccentric drive of an eccentric pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Exzenterantrieb einer Exzenterpumpe (10), insbesondere einer Fahrzeugbremsanlage, mit einer Antriebswelle (32) und einem darauf ortsfest angeordneten Exzenter (36), mittels dem bei Rotation der Antriebswelle (32) mindestens ein Pumpenelement (18, 20) in Bewegung zu versetzen ist. Erfindungsgemäß wird der Exzenter (36) an seiner von der Antriebswelle (32) abgewandten Außenseite (40) zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet.The invention relates to an eccentric drive of an eccentric pump (10), in particular a vehicle brake system, with a drive shaft (32) and an eccentric (36) fixedly arranged thereon, by means of which at least one pump element (18, 20) moves when the drive shaft (32) rotates is to be moved. According to the invention, the eccentric (36) is at least partially spherical on its outer side (40) facing away from the drive shaft (32).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Exzenterantrieb einer Exzenterpumpe, insbesondere einer Fahrzeugbremsanlage, mit einer Antriebswelle und einem darauf ortsfest angeordneten Exzenter, mittels dem bei Rotation der Antriebswelle mindestens ein Pumpenelement in Bewegung zu versetzen ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Exzenterantriebs an einer Fahrzeugbremsanlage.The invention relates to an eccentric drive of an eccentric pump, in particular a vehicle brake system, with a drive shaft and an eccentric arranged in a stationary manner thereon, by means of which at least one pump element can be set in motion when the drive shaft rotates. The invention also relates to the use of such an eccentric drive on a vehicle brake system.

Exzenterantriebe der eingangs genannten Art werden bei Kolbenpumpen zum Hin- und Herbewegen von Kolben verwendet. Mit der Bewegung der Kolben kann in zugehörigen Druckkammern ein hydraulisches Medium gepumpt werden. Derartige Kolbenpumpen kommen insbesondere bei Fahrzeugbremssystemen zum Einsatz. Mit den Kolbenpumpen wird dann als hydraulisches Medium ein Bremsfluid von Radbremsen weg oder zu diesen hin gepumpt. Diese Exzenterantriebe umfassen einen Motor, einen Exzenter und ein den Exzenter umgebendes Exzenterlager. Bekannte Exzenterlager sind aus Kostengründen Nadellager. Solche Nadellager verfügen jedoch über ein vergleichsweise großes axiales und radiales Spiel. Damit kann es zu einer ungewollten Schwingungsanregung der Kolben kommen.Eccentric drives of the type mentioned at the beginning are used in piston pumps for moving pistons back and forth. With the movement of the pistons, a hydraulic medium can be pumped into the associated pressure chambers. Such piston pumps are used in particular in vehicle brake systems. With the piston pumps, a brake fluid is then pumped away from or to the wheel brakes as a hydraulic medium. These eccentric drives include a motor, an eccentric and an eccentric bearing surrounding the eccentric. Known eccentric bearings are needle bearings for reasons of cost. Such needle bearings, however, have a comparatively large axial and radial play. This can lead to unwanted vibrations in the pistons.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Exzenterantrieb einer Exzenterpumpe zu schaffen, der bei vergleichsweise geringem axialen und radialen Spiel eine zugleich hohe Nachgiebigkeit bei Lageänderungen der zugehörigen Kolben aufweist.It is an object of the invention to create an eccentric drive for an eccentric pump which, with comparatively little axial and radial play, has a high level of flexibility when the associated piston changes position.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe ist mittels eines Exzenterantriebs einer Exzenterpumpe gelöst, insbesondere einer Fahrzeugbremsanlage, mit einer Antriebswelle und einem darauf ortsfest angeordneten Exzenter, mittels dem bei Rotation der Antriebswelle mindestens ein Pumpenelement in Bewegung zu versetzen ist. Erfindungsgemäß ist der Exzenter an seiner von der Antriebswelle abgewandten Außenseite zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet.The object is achieved by means of an eccentric drive of an eccentric pump, in particular a vehicle brake system, with a drive shaft and an eccentric arranged in a stationary manner thereon, by means of which at least one pump element can be set in motion when the drive shaft rotates. According to the invention, the eccentric is at least partially spherical on its outside facing away from the drive shaft.

Mit anderen Worten liegt der Kern der Erfindung darin, dass ein besonders kostengünstiges, zugleich schwingungsarmes und dennoch lagetolerantes Exzenterlager mittels eines Kugelgelenks bzw. einer Kugelkalotte geschaffen ist. An der Kugelkalotte können sich Kolben der zugehörigen Exzenterpumpe in radialer Richtung steif abstützen. Zugleich ermöglicht die Kugel in Umfangsrichtung eine gewisse Lageänderung des abstützenden Kolbens, ohne dass sich dabei der radiale Abstand seiner Anlagefläche an der Kugel verändern würde. Der Kolben kann an der Kugel also geringfügig in seiner Querrichtung wandern, ohne dadurch in seiner Längsrichtung seine Lage zu ändern. Entsprechend wird der Kolben damit weniger zu Schwingungen angeregt. Diese Lösung ist zugleich auch noch kostengünstiger herstellbar, als eine Lösung mit einem herkömmlichen Nadellager.In other words, the essence of the invention lies in the fact that a particularly cost-effective, at the same time low-vibration and yet position-tolerant eccentric bearing is created by means of a ball joint or a spherical cap. Pistons of the associated eccentric pump can be rigidly supported in the radial direction on the spherical cap. At the same time, the ball enables a certain change in position of the supporting piston in the circumferential direction without the radial distance between its contact surface on the ball being changed. The piston can therefore move slightly in its transverse direction on the ball without thereby changing its position in its longitudinal direction. Accordingly, the piston is less excited to vibrate. At the same time, this solution can also be produced more cost-effectively than a solution with a conventional needle bearing.

Besonders bevorzugt ist dabei der Exzenter an seiner von der Antriebswelle abgewandten Außenseite vollständig kugelförmig gestaltet. Mit der derartigen Kugelform ist eine besonders breite Fläche für einen Lageausgleich in Umfangsrichtung der Kugel geschaffen.Particularly preferably, the eccentric is designed completely spherical on its outside facing away from the drive shaft. With such a spherical shape, a particularly wide area is created for position compensation in the circumferential direction of the sphere.

Der erfindungsgemäße Exzenter ist ferner vorzugsweise mit einer zur Kugelform exzentrischen Durchgangsöffnung zum Aufnehmen der Antriebswelle versehen. Durch die derartige Durchgangsöffnung ist in den Exzenter die Antriebswelle derart einzusetzen, dass eine drehfeste Verbindung zwischen Antriebswelle und Exzenter geschaffen ist. Der Exzenter ist entsprechend vorzugsweise an der Durchgangsöffnung mit der Antriebswelle drehfest verbunden, insbesondere auf die Antriebswelle aufgepresst.The eccentric according to the invention is also preferably provided with a through opening which is eccentric to the spherical shape for receiving the drive shaft. The drive shaft is to be inserted into the eccentric through such a through opening in such a way that a non-rotatable connection is created between the drive shaft and the eccentric. Accordingly, the eccentric is preferably connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner at the through opening, in particular pressed onto the drive shaft.

Der zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltete Exzenter ist bevorzugt von einer Exzenterschale umgeben, die an ihrer dem Exzenter zugewandten Innenseite ebenfalls zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet ist. Die Exzenterschale schafft damit zum kugelförmigen Exzenter eine Gleitpassung, mittels der die Exzenterschale auf dem kugelförmigen Exzenter entlang gleiten kann. Somit ist ein Gleitlager bereitgestellt, an dem sich dann außenseitig ein oder vorzugsweise mehrere Kolben der zugehörigen Kolbenpumpe abstützen können. Der zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltete Exzenter ist daher bevorzugt von einer Exzenterschale umgeben, die an ihrer dem Exzenter zugewandten Innenseite ebenfalls zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet ist.The eccentric, which is at least partially spherical, is preferably surrounded by an eccentric shell, which is also at least partially spherical on its inside facing the eccentric. The eccentric shell thus creates a sliding fit with the spherical eccentric, by means of which the eccentric shell can slide along the spherical eccentric. Thus, a slide bearing is provided on which one or preferably several pistons of the associated piston pump can then be supported on the outside. The eccentric, which is at least partially spherical, is therefore preferably surrounded by an eccentric shell, which is also at least partially spherical on its inside facing the eccentric.

Darüber hinaus ist die Exzenterschale bevorzugt den Exzenter vollumfänglich umfassend gestaltet. Die derartige Exzenterschale bietet über ihren gesamten Umfang hinweg die Möglichkeit, dass an ihr Kolben abgestützt werden können. Ferner umklammert die derartige Exzenterschale den Exzenter derart, dass sie von diesem während des Betriebs der zugehörigen Exzenterpumpe nicht ungewollt heruntergelangen, insbesondere nicht herunter wandern kann.In addition, the eccentric shell is preferably designed to completely encompass the eccentric. Such an eccentric shell offers the possibility over its entire circumference that pistons can be supported on it. Furthermore, the eccentric shell of this type clasps the eccentric in such a way that it cannot unintentionally come down from it during the operation of the associated eccentric pump, in particular cannot wander down.

Die Exzenterschale ist darüber hinaus bevorzugt an ihrer vom Exzenter abgewandten Außenseite gewölbt und an ihrer Wölbung mit mindestens einer Abflachung gestaltet. Die Abflachung schafft eine Fläche, insbesondere eine ebene Fläche, an der ein zugehöriger Kolben der Exzenterpumpe derart anzulegen ist, dass die Außenschale nicht unter dem Kolben in Umfangsrichtung ihre Lage nennenswert verändert. Insbesondere kann die Exzenterschale aufgrund der Abflachung unter dem Kolben nicht in Umfangsrichtung weiterwandern. Die Abflachung führt dazu, dass der Kolben stets im Zentrum der Abflachung zum Anliegen kommt und nicht etwa an die Ränder der Abflachung oder darüber hinaus abwandert.The eccentric shell is also preferably arched on its outside facing away from the eccentric and designed with at least one flattening on its arch. The flattened area creates a surface, in particular a flat surface, on which an associated piston of the eccentric pump is to be placed in such a way that the outer shell does not change its position appreciably under the piston in the circumferential direction. In particular, the eccentric shell cannot migrate further in the circumferential direction due to the flattening under the piston. The flattening has the effect that the piston always comes to rest in the center of the flat and does not migrate to the edges of the flat or beyond.

Die Exzenterschale ist dabei bevorzugt kreisringförmig und an ihrer vom Exzenter abgewandten Außenseite mit zwei diametral gegenüberliegenden Abflachungen gestaltet. So können zwei Kolben diametral gegenüberliegend vorteilhaft an der derartigen Exzenterschale abgestützt sein.The eccentric shell is preferably in the shape of a circular ring and has two diametrically opposite flattened areas on its outside facing away from the eccentric. So two pistons can be supported diametrically opposite advantageously on the eccentric shell of this type.

Die Erfindung ist ferner entsprechend auch auf eine Verwendung eines solchen erfindungsgemäßen Exzenterantriebs an einer Fahrzeugbremsanlage, insbesondere an einer Exzenterpumpe der Fahrzeugbremsanlage gerichtet.The invention is also correspondingly directed to the use of such an eccentric drive according to the invention on a vehicle brake system, in particular on an eccentric pump of the vehicle brake system.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 einen teilweisen Querschnitt einer Exzenterpumpe mit einem erfindungsgemäßen Exzenterantrieb,
  • 2 einen teilweisen Längsschnitt der Exzenterpumpe gemäß 1 und
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines Exzenters des Exzenterantriebs gemäß 1 und 2.
In the following, exemplary embodiments of the solution according to the invention are explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:
  • 1 a partial cross section of an eccentric pump with an eccentric drive according to the invention,
  • 2 a partial longitudinal section of the eccentric pump according to 1 and
  • 3 a perspective view of an eccentric of the eccentric drive according to 1 and 2 .

In den 1 bis 3 ist eine Exzenterpumpe 10 dargestellt, bei der in einem Pumpengehäuse 12 eine erste Kolbenpumpe 14 und eine zweite Kolbenpumpe 16 vorgesehen sind. Die erste Kolbenpumpe 14 ist mit einem ersten Pumpenelement 18 in Form eines Pumpenkolbens gebildet, so wie die zweite Kolbenpumpe 16 mit einem zweiten Pumpenelement 20 in Form eines baugleichen Pumpenkolbens gebildet ist. Die Pumpenkolben sind entlang einer ersten Kolbenachse 22 und einer zweiten Kolbenachse 24 jeweils einen vordefinierten Weg hin und her zu bewegen, um auf diese Weise in jeweils einer zugehörigen ersten Druckkammer 26 und einer zweiten Druckkammer 28 in einem dort vorhandenen hydraulischen Medium einen Druck aufzubauen. Das Medium ist vorliegend ein Bremsfluid und die Exzenterpumpe 10 ist zum Absaugen und Zufördern dieses Bremsfluids zu hier nicht dargestellten Fahrzeugbremsen einer Fahrzeugbremsanlage vorgesehen.In the 1 to 3 is an eccentric pump 10 shown when in a pump housing 12 a first piston pump 14th and a second piston pump 16 are provided. The first piston pump 14th is with a first pump element 18th in the form of a pump piston, like the second piston pump 16 with a second pump element 20th is formed in the form of an identical pump piston. The pump pistons are along a first piston axis 22nd and a second piston axis 24 to move a predefined path back and forth in each case, in order in this way in each case to an associated first pressure chamber 26th and a second pressure chamber 28 to build up a pressure in a hydraulic medium present there. In the present case, the medium is a brake fluid and the eccentric pump 10 is provided for sucking off and supplying this brake fluid to vehicle brakes, not shown here, of a vehicle brake system.

Die Exzenterpumpe 10 ist mittels eines Pumpenmotors 30 angetrieben, der außen auf dem Pumpengehäuse 12 aufgesetzt ist. Der Pumpenmotor 30 ragt mit einer Antriebswelle 32 in das Pumpengehäuse 12 zwischen den beiden Kolbenpumpen 14 und 16 hinein. Dabei rotiert die Antriebswelle 32 um eine Wellenachse 34. Auf der Antriebswelle 32 ist ein Exzenter 36 drehfest aufgebracht, dessen Exzenterachse 38 zu der Wellenachse 34 versetzt angeordnet ist.The eccentric pump 10 is by means of a pump motor 30th driven on the outside of the pump housing 12 is put on. The pump motor 30th protrudes with a drive shaft 32 into the pump housing 12 between the two piston pumps 14th and 16 inside. The drive shaft rotates 32 around a shaft axis 34 . On the drive shaft 32 is an eccentric 36 applied non-rotatably, its eccentric axis 38 to the shaft axis 34 is arranged offset.

Der Exzenter 36 weist eine Außenseite 40 auf, die bezogen auf diese Exzenterachse 38 kugelförmig ist. Zur Befestigung des Exzenters 36 auf der Antriebswelle 32 ist dieser dabei mit einer bezogen auf die Kugelform exzentrischen Durchgangsöffnung 42 versehen, in die hinein die Antriebswelle 32 eingepresst ist.The eccentric 36 has an outside 40 based on this eccentric axis 38 is spherical. For fastening the eccentric 36 on the drive shaft 32 is this with an eccentric through-opening in relation to the spherical shape 42 provided, into which the drive shaft 32 is pressed in.

Um den derartigen Exzenter 36 herum ist vollumfänglich eine Exzenterschale 44 ausgebildet, deren Innenseite 46 ebenfalls kugelförmig gestaltet ist und auf der kugelförmigen Außenseite 40 des Exzenters 36 mit einer Gleitpassung bzw. als Gleitlager aufliegt. Die Exzenterschale 44 umfasst dabei den Exzenter 36 derart, dass sie nahezu ohne Spiel also spielfrei auf diesem entlanggleiten kann.To such an eccentric 36 all around is an eccentric shell 44 formed, the inside 46 is also designed spherical and on the spherical outside 40 of the eccentric 36 with a slide fit or as a slide bearing. The eccentric cup 44 includes the eccentric 36 in such a way that it can slide along it with almost no play.

Die Exzenterschale 44 weist bezogen auf die Exzenterachse 38 eine kreiszylindrische Außenseite 48 mit einer zugehörigen Wölbung 50 auf. An dieser Wölbung 50 sind bezogen auf die Exzenterachse 38 an der Außenseite 48 zwei Abflachungen 52 ausgebildet, die tangential bzw. quer zur Radialrichtung ausgerichtet sind. Die beiden Abflachungen 52 liegen einander bezogen auf die Exzenterachse 38 diametral gegenüber. An jeder der beiden Abflachungen 52 liegt einer der beiden Pumpenelement 18 bzw. 20 mit seinem stirnseitigen Ende an.The eccentric cup 44 points in relation to the eccentric axis 38 a circular cylindrical outside 48 with an associated curvature 50 on. At this bulge 50 are related to the eccentric axis 38 on the outside 48 two flats 52 formed which are oriented tangentially or transversely to the radial direction. The two flats 52 are related to the eccentric axis 38 diametrically opposite. At each of the two flats 52 is one of the two pump elements 18th or. 20th with its front end.

Beim Drehen der Antriebswelle 32 mittels des Pumpenmotors 30 wird der Exzenter 36 aufgrund des exzentrischen Versatzes der Exzenterachse 38 zu der Wellenachse 34 in eine exzentrische Umlaufbewegung versetzt. Zugleich gleitet die Exzenterschale 44 auf der kugelförmigen Außenseite des Exzenters 36, wobei sich der der Exzenter 36 im Inneren der Exzenterschale 44 dreht. Die beiden an den Abflachungen 52 anliegenden Pumpenelemente 18 und 20 hindern die Exzenterschale 44 an einem Mitdrehen mit dem Exzenter 36 und werden zugleich aufgrund des exzentrischen Umlaufs von diesem in eine Hin- und Herbewegung entlang ihrer Kolbenachse 22 bzw. 24 versetzt.When turning the drive shaft 32 by means of the pump motor 30th becomes the eccentric 36 due to the eccentric offset of the eccentric axis 38 to the shaft axis 34 set in an eccentric orbital motion. At the same time, the eccentric shell slides 44 on the spherical outside of the eccentric 36 , being that of the eccentric 36 inside the eccentric cup 44 turns. The two on the flats 52 adjacent pump elements 18th and 20th prevent the eccentric shell 44 by turning with the eccentric 36 and are at the same time due to the eccentric rotation of this in a back and forth movement along their piston axis 22nd or. 24 offset.

Claims (10)

Exzenterantrieb einer Exzenterpumpe (10), insbesondere einer Fahrzeugbremsanlage, mit einer Antriebswelle (32) und einem darauf ortsfest angeordneten Exzenter (36), mittels dem bei Rotation der Antriebswelle (32) mindestens ein Pumpenelement (18, 20) in Bewegung zu versetzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (36) an seiner von der Antriebswelle (32) abgewandten Außenseite (40) zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet ist.Eccentric drive of an eccentric pump (10), in particular a vehicle brake system, with a drive shaft (32) and an eccentric (36) fixedly arranged thereon, by means of which at least one pump element (18, 20) can be set in motion when the drive shaft (32) rotates, characterized in that the eccentric (36) on its of the outside (40) facing away from the drive shaft (32) is at least partially spherical. Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (36) an seiner von der Antriebswelle (32) abgewandten Außenseite (40) vollständig kugelförmig gestaltet ist.Eccentric drive (10) Claim 1 , characterized in that the eccentric (36) is designed completely spherical on its outer side (40) facing away from the drive shaft (32). Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (36) mit einer zur Kugelform exzentrischen Durchgangsöffnung (42) zum Aufnehmen der Antriebswelle versehen ist.Eccentric drive (10) Claim 2 , characterized in that the eccentric (36) is provided with a through opening (42) eccentric to the spherical shape for receiving the drive shaft. Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (36) an der Durchgangsöffnung (42) mit der Antriebswelle (32) drehfest verbunden, insbesondere auf die Antriebswelle (32) aufgepresst ist.Eccentric drive (10) Claim 3 , characterized in that the eccentric (36) is non-rotatably connected to the drive shaft (32) at the through opening (42), in particular is pressed onto the drive shaft (32). Exzenterantrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltete Exzenter (36) von einer Exzenterschale (44) umgeben ist, die an ihrer dem Exzenter (36) zugewandten Innenseite (46) ebenfalls zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet ist.Eccentric drive (10) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the at least partially spherical eccentric (36) is surrounded by an eccentric shell (44) which is also at least partially spherical on its inner side (46) facing the eccentric (36). Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltete Exzenter (36) von einer Exzenterschale (44) umgeben ist, die an ihrer dem Exzenter (36) zugewandten Innenseite (46) ebenfalls zumindest abschnittsweise kugelförmig gestaltet ist.Eccentric drive (10) Claim 5 , characterized in that the at least partially spherical eccentric (36) is surrounded by an eccentric shell (44) which is also at least partially spherical on its inner side (46) facing the eccentric (36). Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterschale (44) den Exzenter (36) vollumfänglich umfassend gestaltet ist.Eccentric drive (10) Claim 6 , characterized in that the eccentric shell (44) is designed to fully encompass the eccentric (36). Exzenterantrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterschale (44) an ihrer vom Exzenter (36) abgewandten Außenseite (40) gewölbt und an ihrer Wölbung (50) mit mindestens einer Abflachung (52) gestaltet ist.Eccentric drive (10) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the eccentric shell (44) is curved on its outer side (40) facing away from the eccentric (36) and is designed with at least one flat (52) on its curvature (50). Exzenterantrieb (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterschale (44) kreisringförmig und an ihrer vom Exzenter (36) abgewandten Außenseite (40) mit zwei diametral gegenüberliegenden Abflachungen (52) gestaltet ist.Eccentric drive (10) Claim 8 , characterized in that the eccentric shell (44) is circular and on its outer side (40) facing away from the eccentric (36) is designed with two diametrically opposite flattened areas (52). Verwendung eines Exzenterantriebs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an einer Fahrzeugbremsanlage, insbesondere an einer Exzenterpumpe (10) der Fahrzeugbremsanlage.Use of an eccentric drive (10) according to one of the Claims 1 to 9 on a vehicle brake system, in particular on an eccentric pump (10) of the vehicle brake system.
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