DE19648319A1

DE19648319A1 - Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE19648319A1
Application number: DE19648319A
Authority: DE
Inventors: Stephan Risch; Dieter Dinkel; Hans-Dieter Reinartz; Axel Hinz
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2016-11-23
Also published as: DE19648319B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 44 38 163 A1 ist bereits ein Hydraulikaggregat bekannt geworden, das über eine Radialkolbenpumpe verfügt, die in einem Gehäuse einen Pumpenkolben mit einem Pumpen antrieb aufnimmt, dessen Antriebswelle mit einem Exzenter zapfen versehen ist. Die Antriebswelle bildet mit dem Exzen terzapfen eine in einem Wälzlager fixierte Baueinheit, die in der Gehäuseöffnung gelagert ist. Ein weiteres, als Nadel lager ausgeführtes Wälzlager befindet sich auf dem Exzenter zapfen und stützt sich mit seiner Flanke an einer Bohrungs stufe der Gehäuseöffnung ab. Die Gehäuseöffnung erstreckt sich in Form eines Kanals bis in einen Ventilgehäuseraum, um einen Druckausgleich zu ermöglichen. Zwar erlaubt vor gestellte Konstruktion ein Be- und Entlüften des als Be standteil der Gehäuseöffnung wirksamen Exzenterraums, jedoch eine etwaige Druckmittelleckage der Pumpe kann infolge einer Abdichtwirkung des Nadellagers an der Bohrungsstufe nicht entweichen. Die Volumenaufnahme im Exzenterraum ist somit beschränkt. Überdies kann sich mit Zunahme der Leckage im Exzenterraum ein unerwünschter Druck aufbauen, der die Ge fahr erhöht, daß die Druckmittelleckage über das Wälzlager der Antriebswelle in den Elektromotor gelangt.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Radialkolben pumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit möglichst geringen, einfachen Mitteln die Funktions sicherheit der Radialkolbenpumpe gewährleistet bleibt, wozu etwaige Druckmittelleckage vom Elektromotor fernzuhalten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Radialkolbenpum pe der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nach folgenden anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsbei spiele hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit einem radial zur Gehäuseöffnung einmündenden Kanal,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit einem an die Gehäuseöffnung angrenzenden Auffangraum als auch einem radial in die Gehäuseöffnung einmün denden Kanal,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit einem an die Gehäuseöffnung angrenzenden Auffangraum als auch radial in die Gehäuseöffnung einmündenden Kanal, der eine Druckmittelverbindung in Form eines Bypass-Kanals zwischen dem Elektromotorenflansch über das Wälzlager zur Gehäuseöffnung herstellt,

Fig. 4 eine Radialkolbenpumpe im Querschnitt mit einem als Sackbohrung ausgeführten Kanal, der über das Wälz lager der Antriebswelle mit dem Exzenterraum in Ver bindung steht,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit einem in den Auffangraum eingesetzten Stützkörper und einem als Blindbohrung ausgeführten Kanal, der radial in die Gehäuseöffnung einmündet und einen Bypass- Kanal zur Elektromotorenflanschfläche aufweist,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit einer parallel zur Gehäuseöffnung angeordneten Sack bohrung, die über einen Kanal mit der Gehäuseöffnung in Verbindung steht,

Fig. 7 eine Radialkolbenpumpe im Querschnitt, die im Gehäuse eine Einfräsung aufweist, um die Gehäuseöffnung mit einer Sackbohrung zu verbinden,

Fig. 8 eine Radialkolbenpumpe im Querschnitt, mit in den Auffangraum eingesetzter Druckmittel speichernden Masse,

Fig. 9 eine Alternative in Explosionsdarstellung,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung des Gehäuses nach Fig. 9.

Zunächst sei darauf hingewiesen, daß alle Fig. 1 bis 8 eine gattungstypische Radialkolbenpumpe beschreiben, die ein Gehäuse 8 zur Aufnahme eines Pumpkolbens 1 und eines Pumpen antriebs aufweisen, bestehend aus einem Elektromotor 11, dessen Antriebswelle 13 mit einem Kurbelzapfen oder Exzen terzapfen 5 versehen ist, wobei der Exzenterzapfen 5 ein als Nadellager ausgeführtes Wälzlager 6 aufnimmt, an dem der Pumpkolben 1 zur Anlage gelangt. Die den Pumpenantrieb auf nehmende Gehäuseöffnung 2 ist im wesentlichen als gestufte Sackbohrung ausgeführt und unterteilt sich in den Exzenter raum im Bereich des Exzenterzapfens 5 und den Wälzlagerraum, in dem ein als Kugellager ausgeführtes weiteres Wälzlager 6′ auf der Antriebswelle 13 den Elektromotor 11 im blockförmi gen Gehäuse 8 zentriert.

Das Wesen der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Druck mittelleckage des Pumpkolbens 1 unter Zuhilfenahme der Schwerkraft- und/oder Fliehkraftwirkung wenigstens in einem an die Gehäuseöffnung 2 angrenzenden Auffangraum 3 gespei chert wird und/oder in wenigstens einen mit der Gehäuseöff nung 2 verbundenen Kanal 4 abgeleitet wird, der entweder eine Verbindung zur Atmosphäre oder einen weiteren Auffang raum 3 aufweist.

Nachfolgend wird auf die Besonderheiten eines jeden Gegen standes gemäß den Fig. 1 bis 8 eingegangen, wobei die Merk malskombinationen einer jeden abgebildeten Ausführungsform bei Bedarf mit Merkmalen anderer abgebildeten Ausführungs formen kombiniert werden können.

Die Radialkolbenpumpe nach Fig. 1 zeigt zum Zwecke der Druckmittelspeicherung bzw. Abführung einen mit der Gehäuse öffnung 2 verbundenen Kanal 4, der entweder eine Verbindung zur Atmosphäre aufweist oder mit einem Verschlußmittel 10, insbesondere in Form einer Kugel, eines Blech- oder Kunst stofftopfes, versehen ist, womit der Kanal 4 eine Druckmit telleckage zu speichern vermag, sofern die Radialkolbenpumpe mit dem Kanal 4 in Einbaulage nach unten gerichtet ist. Die Druckmittelleckage würde beim Weglassen der Verschlußmittel 10 zwangsläufig ins Freie gelangen. Durch die Verwendung der Verschlußmittel 10 wird zweckmäßigerweise nicht nur die Druckmittelleckage im Kanal 4 gespeichert, sondern es be steht ein Spritzschutz für die Radialkolbenpumpe für von außen auftreffendes Wasser oder ähnliches. Eine besonders zweckmäßige Verschlußmaßnahme des Kanals 4 ist in der Ver wendung eines in Richtung der Atmosphäre öffnenden Rück schlagventils 9 zu sehen. Das Rückschlagventil 9 kann bei spielsweise als geschlitztes Gummirückschlagventil ausge führt sein, womit einerseits bei Bedarf die Druckmittel leckage aus dem Kanal 4 entweichen kann, andererseits jedoch der Kanal 4 und die übrigen Innenteile von äußeren Feucht einwirkungen isoliert bleiben. Ferner ist es möglich, einen als Verschlußmittel 10 gewählten Filz oder auch ein Sinter metall über die ganze Länge des Kanals 4 erstrecken zu las sen, womit eine besonders gute Speicher- und Aufsaugwirkung der Leckage zustande kommt. Damit sind durch die vorgeschla genen Maßnahmen gute Voraussetzungen gegeben, entstehende Leckage abzuführen bzw. zu speichern und den Zutritt der Leckage in den Elektromotor 11 zu erschweren bzw. zu verhin dern.

Die Fig. 2 zeigt in Ergänzung zur Ausführungsform nach Fig. 1 einen sich im Bereich des Exzenterraums in der Gehäuseöff nung 2 anschließenden Auffangraum 3. Der Kanal 4 in Kombina tion mit dem Auffangraum 3 sind nicht nur bei waagrechter Ausrichtung der Antriebswelle 13 sondern auch wie in der Abbildung gezeigt, bei senkrechter Stellung der Antriebs welle 13 wirksam, um Druckmittelleckage vom Elektromotor 11 fernzuhalten. Der Auffangraum 3 schließt sich als Becken an die Gehäuseöffnung 2 bzw. dem Exzenterraum an und bildet somit eine Vertiefung der Gehäuseöffnung 2, wobei der Exzen terzapfen 5 mit dem Wälzlager 6 zur Stirnfläche der Gehäuse öffnung 2 beabstandet ist. Dieser Abstand ist notwendig, damit der Lagerkäfig des Nadellagers im Zusammenspiel mit dem Lagerfett die Bohrung des Auffangraums 3 nicht abdich tet, womit ungehindert eine etwaige Pumpenleckage in den Auffangraum 3 einfließen kann. Die Druckmittelleckage kann somit sowohl unter Wirkung der Schwerkraft als auch der Fliehkraft des Exzenterzapfens 5 in den Kanal 4 als auch in den Auffangraum 3 gelangen. In Fig. 2 ist der Kanal 4 un mittelbar mit der Atmosphäre verbunden. Er kann jedoch gleichfalls, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einem aus Fig. 1 bekannten Verschlußmittel 10 versehen werden. Am Ende des Exzenterzapfens 5 befindet sich überdies ein Anschlag 15 in Form eines Greifrings oder Sprengrings, um das als Nadel lager ausgeführte Wälzlager 6 am Exzenterzapfen 5 zu hal ten.

Die Radialkolbenpumpe nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Radialkolbenpumpe nach Fig. 2 durch ein geändertes Kanal system, in dem einerseits zwischen dem weiteren Wälzlager auf der Antriebswelle 13 und einer Flanschfläche des Elek tromotors 11, andererseits zwischen der Flanschfläche des Elektromotors 11 und der versenkten Stirnfläche des Gehäuses 8 ein Spalt 12 vorgesehen ist, der eine Druckmittelverbin dung zwischen dem Exzenterraum bzw. dem Auffangraum 3 und dem radial in die Gehäuseöffnung 2 einmündenden Kanal 4 her stellt. Ferner befindet sich auf der Antriebswelle eine Schleuderscheibe 14, welche die aus der Gehäuseöffnung kom mende Druckmittelleckage beim Durchdringen des offenen Wälz lagers 6′ von der Durchgangsöffnung 20 im Gehäuse des Elek tromotors 11 fernhält. Durch einen den Spalt 12 zwischen den Gehäuseflächen und dem Kanal 4 bestehenden Bypass-Kanal 18 ist in jedem Falle bei einem Überströmen der Schleuderschei be 14 ein Abströmen bzw. Zurückführen der Leckage in den Kanal 4 gewährleistet, was bei ausschließlicher Verwendung einer Schleuderscheibe gemäß Fig. 2 nicht sichergestellt ist. Der Innenraum des Elektromotors 11 bleibt somit trocken.

Die Radialkolbenpumpe nach Fig. 4 ist für den senkrechten als auch waagrechten Einbau ausgelegt, wozu sich vorteilhaft im tiefsten Punkt der Gehäuseöffnung 2 wiederum der Auffang raum 3 befindet und ein weiterer, parallel zum Auffangraum 3 seitlich versetzt angeordneter Auffangraum 3 als Sackbohrung ausgebildet über einen Spalt 12 zwischen der Flanschfläche des Elektromotors 11 und der versenkten Stirnfläche des Ge häuses 8 eine Kanalverbindung aufweist, die zwischen den Wälzkörpern des Wälzlagers 6′ in den Exzenterraum führt. Die Montage der Bürsten des Elektromotors 11 auf dem Kommutator wird durch die Anordnung einer separaten Kunststoffscheibe 21, welche in die Motorgrundplatte 22 eingelegt wird, begün stigt. Die Kunststoffscheibe 21 ist möglichst nahe an die Antriebswelle 13 herangezogen, um eine möglichst gute Laby rinthabdichtung zu gewährleisten. Auf die Verwendung einer Schleuderscheibe kann hierdurch verzichtet werden.

Eine weitere zweckmäßige Abstützung des Nadellagers (Wälz lager 6) auf dem Exzenterzapfen 5 geht aus Fig. 5 hervor. Diese zeigt im Auffangraum 3 einen Stützkörper 16 in Form eines Topfes, der sich mit seiner Stirnfläche bis vor die Stirnfläche des Exzenterzapfens 5 erstreckt, wobei der Stützkörper 16 mit Durchbrüchen 17 versehen ist, die den Auffangraum 3 mit dem übrigen Bereich der Gehäuseöffnung 2 verbinden. Anstelle des topfförmigen Stützkörpers 16 kann beispielsweise auch eine mit Durchbrüchen versehene Scheibe dem Exzenterzapfen 5 vorgeordnet werden, die entweder reib- und/oder formschlüssig in der Gehäuseöffnung 2 gehalten wird. Die Kanalanordnung zum Auffangen bzw. Weiterleiten der Druckmittelleckage entspricht der Darstellung nach Fig. 3. Jedoch besteht ein Unterschied gegenüber Fig. 3 in der Ver wendung eines Verschlußmittels 10, das den Kanal 4 von der Atmosphäre trennt. Somit ist auch die in Fig. 5 vorgestellte Radialkolbenpumpe sowohl für waagrechte als auch senkrechte Einbaulage geeignet.

Eine weitere Möglichkeit bei waagrechter Einbaulage die Leckage vom Wälzlager 6′ und damit vom Elektromotor 11 fern zuhalten, geht aus Fig. 6 hervor. Hier ist mittels einer schräg von der versenkten Flanschseite des Gehäuses 8 durch einen Auffangraum 3′ bis in den Exzenterraum ein Kanal 4 geführt, der die Druckmittelleckage des Pumpkolbens 1 in den entfernt vom Exzenterraum angeordneten Auffangraum 3′ im Gehäuse 8 leitet. Der Auffangraum 3′ ist gleichfalls von der Flanschseite des Gehäuses 8 in Form einer Sackbohrung par allel zur Gehäuseöffnung 2 angeordnet und wird von der Flanschfläche des Elektromotors 11 gleichfalls überdeckt. Bei entsprechender Ausbildung der Gehäuseöffnung 2 kann die se gleichfalls die Funktion eines Auffangsraums 3 überneh men, womit Feuchtigkeit in den Elektromotor 11 nicht ein dringen kann und die Radialkolbenpumpe in senkrechter An ordnung der Antriebswelle 13 funktionsfähig bleibt.

Die Fig. 7 zeigt abweichend von Fig. 6 eine hydraulische Verbindung des parallel zur Gehäuseöffnung 2 angeordneten Auffangraums 3′ mittels einer Einfräsung 19, die bogenförmig im Bereich des auf der Antriebswelle 13 aufgeschrumpften Wälzlagers 6′ den Druckmitteldurchgang zwischen beiden Hohl räumen herstellt.

Eine besonders kostengünstige und dennoch sichere Ausgestal tung der Erfindung geht aus Fig. 8 hervor. Die Gehäuseöff nung 2 ist im Bereich des Exzenterraums derart mit einer Sackbohrung vertieft, daß in ihr eine beispielsweise als Filzstopfen ausgeführte druckmittelspeichernde Masse 7 ein gesetzt ist, die vom Ende des Exzenterzapfens 5 beabstandet ist. Der Exzenterraum ist somit Teil des Auffangsraums 3 bei waagrechter Einbaulage der Antriebswelle 13, wobei die sich im Exzenterraum anhäufende Leckagemenge vom Filzstopfen auf gesaugt wird. Ein Eindringen von Druckmittelleckage in den Elektromotor 11 wird durch die Verwendung eines geschlosse nen Wälzlagers 6′ auf der Antriebswelle 13 verhindert. Bei senkrechter Einbaulage der Antriebswelle 13 gelangt die Druckmittelleckage ausschließlich in den Filzstopfen, womit die Verwendung eines geschlossenen Wälzlagers 6′ entfallen kann.

Die Fig. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung des Ge häuses 8 der Radialkolbenpumpe in einer Erweiterung in der Funktion eines Zentralgehäuses zur Aufnahme von Druckmodula tionsventilen und des Pumpenmotors, der an der vertieften Kreisringfläche 26 des Gehäuses angeflanscht wird. Aus der Fig. 9 geht ferner ein Deckel 25 hervor, der die senkrecht zur Kreisringfläche 26 in die Seitenfläche des Gehäuses 8 parallel einmündenden beiden Aufnahmebohrungen 23, 24 ver schließt. Zur besseren Darstellung des erfindungsgemäß zwi schen den beiden Aufnahmebohrungen 23, 24 endenden Kanals 4, der mit der Gehäuseöffnung 2 bzw. mit dem Auffangraum 3 in Verbindung steht, ist der Deckel 25 vor der Montage beab standet zu den Aufnahmebohrungen 23, 24 gezeigt. Der Deckel 25 ist vorzugsweise einteilig ausgeführt und wird mit Draht ringen, Sprengringen oder einer Drahtwendel im Gehäuse 8 befestigt, nachdem die Druckspeicherkolben in der Funktion der Niederdruckspeicher für schlupfgeregelte Kfz-Bremsanla gen in den Aufnahmebohrungen 23, 24 eingesetzt sind. Der Deckel 25 kann außer der Dichtfunktion zusätzlich mit einer in die Atmosphäre gerichteten Entlüftungsfunktion in Form einer als Rückschlagventil wirksamen Einrichtung, zum Bei spiel mittels Lippendichtung, versehen sein, die sowohl die Aufnahmebohrungen 23, 24 als auch die Gehäuseöffnung 2 über den Kanal 4 nach außen entlastet.

Die Fig. 10 zeigt unter Bezug auf Fig. 9 einen Schnitt durch das Gehäuse 8, so daß die hydraulische Verbindung der Gehäuseöffnung 2, des Auffangraums 3, des Kanals 4 bis zwi schen die Aufnahmebohrungen 23, 24 gut zu erkennen ist. So weit nicht auf alle Details Bezug genommen ist, entsprechen sie den vorangegangenen Ausführungsbeispielen.

Bezugszeichenliste

1 Pumpenkolben
2 Gehäuseöffnung
3, 3′ Auffangraum
4 Kanal
5 Exzenterzapfen
6, 6′ Wälzlager
7 Masse
8 Gehäuse
9 Rückschlagventil
10 Verschlußmittel
11 Elektromotor
12 Spalt
13 Antriebswelle
14 Schleuderscheibe
15 Anschlag
16 Stützkörper
17 Durchbruch
18 Bypass-Kanal
19 Einfräsung
20 Durchgangsöffnung
21 Kunststoffscheibe
22 Motorgrundplatte
23, 24 Aufnahmebohrung
25 Deckel
26 Kreisringfläche

Claims

1. Radialkolbenpumpe, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem Gehäuse zur Auf nahme eines Pumpkolbens und eines Pumpenantriebs, beste hend aus einem Elektromotor, dessen Antriebswelle mit einem Kurbel- oder Exzenterzapfen in eine Gehäuseöffnung ragt, wobei der Kurbel- oder Exenterzapfen vorzugsweise ein Wälzlager aufnimmt, an dem der Pumpkolben zur Anlage gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmittel leckage des Pumpkolbens (1) unter Schwerkraft- und/oder Fliehkraftwirkung in wenigstens einem an die Gehäuseöff nung (2) angrenzenden Auffangraum (3) gespeichert und/oder in wenigstens einen mit der Gehäuseöffnung (2) verbundenen Kanal (4) abgeleitet wird.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Auffangraum (3) aus einer Vertiefung der Gehäuseöffnung (2) besteht, wobei der Exzenterzapfen (5) mit dem Wälzlager (6) zur Stirnfläche der Gehäuseöffnung (2) beabstandet ist.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß im Auffangraum (3) eine die Druckmit telleckage speichernde Masse (7), insbesondere ein Filz stopfen, positioniert ist.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Kanal (4) unmittelbar aus dem Gehäuse (8) zur Atmosphäre oder einem weiteren Auffangraum (3′) ge führt ist.

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Kanal (4) mit einem in Richtung der Atmo sphäre öffnenden Rückschlagventil (9) versehen ist.

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in den Kanal (4) ein Verschlußmittel (10), ins besondere in Form einer Kugel, eines Blech- oder Kunst stofftopfes, eingesetzt ist.

7. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in den Kanal (4) ein Filz- oder Sinterstopfen eingesetzt ist.

8. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine hydraulische Verbindung zwischen dem Auf fangraum (3) und dem Kanal (4) über das Wälzlager (6), vorzugsweise zwischen den Wälzkörpern des Wälzlagers (6) hindurch, besteht.

9. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß einerseits zwischen dem Wälzlager (6) und einer Flanschfläche des Elektromotors (11) und andererseits zwischen der Flanschfläche und der Stirnfläche des Ge häuses (8) ein Spalt (12) zur Herstellung einer Druck mittelverbindung zwischen dem Auffangraum (3) und dem Kanal (4) besteht.

10. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kanal (4) als Sackbohrung oder Bypasskanal ausgeführt ist.

11. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Wälzlager (6) und dem Elektromotor (11) auf der Antriebswelle (13) eine Schleuderscheibe (14) befestigt ist.

12. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß am Ende des Exzenterzapfens (5) ein Anschlag (15) vorgesehen ist, der das Wälzlager (6) in axialer Richtung fixiert.

13. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Auffangraum (3) einen Stützkörper (16) auf weist, der sich bis vor den Exzenterzapfens (5) er streckt, wobei der Stützkörper (5) mit Durchbrüchen (17) versehen ist, die den Auffangraum (3) mit dem übrigen Bereich der Gehäuseöffnung (2) verbinden.

14. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Druckmittelleckage des Pumpkolbens (1) über den Auffangraum (3) in der Gehäuseöffnung (2) in den Kanal (4) geleitet wird, der sich bis zwischen zwei parallel gelegenen Aufnahmebohrungen (23, 24) erstreckt, die von einem Deckel (25) verschlossen sind.

15. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (8) als Zentralgehäuse ausge bildet ist, das einen die Radialkolbenpumpe antreiben den Motor und Druckmodulationsventile als auch Druck speicherkolben in den Aufnahmebohrungen (23, 24) auf nimmt.