DE19709587A1 - Radialkolbenpumpe mit Exzenterring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit mindestens einem radial hin- und herbewegbaren Kolben, insbesondere eine hydraulische Radialkolbenpumpe für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, die von einem insbesondere elektrischen Motor antreibbar ist, der eine Welle aufweist, die für den Antrieb der Pumpe vorgesehen ist, wobei zumindest zwei Lager vorhanden sind, die zur drehbaren Lagerung der Welle vorgesehen sind, und wobei ein Exzenterring vorhanden ist, der drehfest mit der Welle verbunden ist, und der zur Betätigung der Kolben vorgesehen ist.

Eine derartige Pumpe ist aus der deutschen Auslegeschrift 11 07 084 bekannt. Dort ist das pumpenseitige Motorwellenlager innerhalb des Motors untergebracht. An der in dem Lager gelagerten Welle ist der Exzenterring befestigt. Bei einer Rotation der Welle wird der Exzenterring in eine Drehbewegung versetzt, die zur folge hat, daß die über den Exzenterring betätigten Kolben sich abwechselnd hin- und herbewegen und damit bspw. eine Hydraulikflüssigkeit zu einem Druckventil o. dgl. pumpen.

Die Bewegung der Kolben erfolgt dabei jeweils gegen die Kraft einer Druckfeder. Dies hat zur Folge, daß die Beanspruchung des Exzenterrings sehr hoch ist. Aus diesem Grund muß der Exzenterring aus einem harten Material hergestellt sein, so daß bspw. ein Aufbiegen des Exzenterrings durch die genannte Beanspruchung unter keinen Umständen auftreten kann. Ebenfalls ist das in dem Motor untergebrachte Lager sehr stark beansprucht, da dieses Lager die von den genannten Druckfedern erzeugte Kraft aufnehmen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen, bei der die einzelnen Bauteile, insbesondere der Exzenterring, das pumpenseitige Lager und die Motorwelle, einer geringeren Beanspruchung ausgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Pumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lager in einer von den Kolben gebildeten Ebene angeordnet ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß zwischen den Kolben und dem Lager in Richtung der Längsachse der Welle kein Abstand mehr vorhanden ist. Damit können die Bewegungen der Kolben und insbesondere die dabei von den Druckfedern ausgeübten Kräfte nicht mehr auf das Lager einwirken. Es wird somit ein geschlossener Kraftschluß hergestellt, der die Welle und insbesondere das Lager freihält von jeglichen Querkräften. Durch die auf diese Weise bewirkte geringe Belastung des Lagers wird eine geringe Reibung mit den sich daraus ergebenden Vorteilen erreicht.

Besonders zwecksmäßig ist es, wenn ein innerer Laufbahnring vorgesehen ist, auf dessen Innenseite die Kolben angeordnet sind, und dessen Außenseite über Wälzkörper o. dgl. mit dem Exzenterring gekoppelt ist. Auf diese Weise wird eine nahezu reibungsfreie Kopplung zwischen dem Exzenterring und den Kolben erreicht. Die Betätigung der Kolben durch den Exzenterring ergibt sich also mit Hilfe der zwischen dem Exzenterring und dem inneren Laufbahnring ablaufenden Wälzkörper.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kolben mit dem inneren Laufbahnring in radialer Richtung gekoppelt. Dies bedeutet, daß die Kolben durch den inneren Laufbahnring zwangsgesteuert werden. Auf diese Weise können die genannten Druckfedern weggelassen werden. Ihre Funktion der Rückstellung der Kolben wird durch die Kopplung und die damit verbundene Zwangssteuerung mit dem inneren Laufbahnring erreicht. Die von den Druckfedern insbesondere auf das Lager ausgeübten Kräfte sind dadurch nicht mehr vorhanden. Statt dessen werden die Kolben automatisch durch die Kopplung mit dem inneren Laufbahnring hin- und herbewegt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein äußerer Laufbahnring vorgesehen, dessen Innenseite über Wälzkörper o. dgl. mit dem Exzenterring gekoppelt ist, und dessen Außenseite in einem Gehäuse des Motors und/oder in einem Gehäuse der Pumpe angeordnet ist. Das Lager wird also mit Hilfe des äußeren Laufbahnrings realisiert. Dadurch wird erreicht, daß der innerhalb des äußeren Laufbahnrings angeordnete Exzenterring gar nicht mehr die Möglichkeit hat, sich unter irgendwelchen Belastungen aufzubiegen. Statt dessen liegt der Exzenterring über die Wälzkörper an dem äußeren Laufbahnring an und rollt auf diesem ab. Auf diese Weise wird eine nahezu reibungsfreie Kopplung und Lagerung des Exzenterrings und damit der mit dem Exzenterring verbundenen Welle innerhalb des äußeren Laufbahnrings erreicht. Die durch die Bewegung der Kolben entstehenden Kräfte können somit über den äußeren Laufbahnring unmittelbar in das Gehäuse des Motors und/oder in das Gehäuse der Pumpe eingeleitet werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle in den Bereich der von den Kolben der Pumpe gebildeten Ebene verlängert, und ist dort in einem Lager, insbesondere in einem Nadellager gelagert. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte Ausführungsform der Pumpe erreicht.

Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Pumpe in einer entsprechenden Motor-Pumpen-Einheit zu verwenden, die insbesondere für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Einheit;

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Einheit; und

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Einheit.

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Motor-Pumpen-Einheit 1 dargestellt, die einen Motor 2 und eine Pumpe 3 aufweist. Der Motor 2 ist in einem Gehäuse 4 und die Pumpe 3 in einem Gehäuse 5 untergebracht.

Der Motor 2 treibt eine Welle 6 an, die sich in Richtung einer Längsachse 7 erstreckt. Die Welle 6 ist auf der der Pumpe 3 abgewandten Seite des Motors 2 in einem Lager 8 gelagert.

Auf der der Pumpe 3 zugewandten Seite des Motors 2 ist die Welle 6 mit einem Exzenterring 9 verbunden. Der Exzenterring 9 ist etwa topfförmig ausgebildet und weist einen Schaft auf, mit dem er auf die Welle 6 drehfest befestigt ist. Auf dieser Seite erstreckt sich die Welle 6 nicht in den Bereich der Pumpe 3.

Die Pumpe 3 ist mit vorzugsweise zwei Kolben 10 versehen, die jeweils einen Pumpenraum 11 begrenzen. Die Kolben 10 sind einander gegenüberstehend angeordnet und hinsichtlich der Längsachse 7 in radialer Richtung hin- und herbewegbar. Die beiden Kolben 10 bilden dadurch eine Ebene 12, die quer zur Längsachse 7 angeordnet ist.

In den beiden Pumpenräumen 11 ist jeweils eine Druckfeder 13 untergebracht, die die Kolben 10 radial nach außen drücken. Dort liegen die beiden Kolben an einem inneren Laufbahnring 14 an, der etwa topfförmig ausgestaltet ist und etwa mittig eine Öffnung für die Welle 6 aufweist.

Die Außenseite des inneren Laufbahnrings 14 ist der Innenseite des Exzenterrings 9 zugewandt. Zwischen der Außenseite des inneren Laufbahnrings 14 und der Innenseite des Exzenterrings 9 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern 15 angeordnet.

Die Außenseite des Exzenterrings 9 ist der Innenseite eines äußeren Laufbahnrings 16 zugewandt. Zwischen der Außenseite des Exzenterrings 9 und der Innenseite des äußeren Laufbahnrings 16 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern 17 angeordnet.

Die Außenseite des äußeren Laufbahnrings 16 kann einerseits, im unteren Bereich der Fig. 1, innerhalb des Gehäuses 4 des Motors 2, sowie andererseits, im oberen Bereich der Fig. 1, innerhalb des Gehäuses 5 der Pumpe 3 angeordnet sein.

Wird die Welle 6 von dem Motor 2 in eine Drehbewegung um die Längsachse 7 versetzt, so hat dies zur Folge, daß auch der Exzenterring 9 eine Drehbewegung um die Längsachse 7 ausführt. Dabei rollt der Exzenterring 9 mit seiner Außenseite über die Wälzkörper 17 auf der Innenseite des äußeren Laufbahnrings 16 ab. Der äußere Laufbahnring 16, die Wälzkörper 17 und der Exzenterring 9 bilden somit ein Lager für die Welle 6. Dieses Lager befindet sich dabei in der Ebene 12, die durch die radiale Bewegungsrichtung der Kolben 10 festgelegt ist.

Desweiteren rollt der Exzenterring 9 über die Wälzkörper 15 auf der Außenseite des inneren Laufbahnrings 14 ab. Durch die exzentrische Ausbildung des Exzenterrings 9 wird dabei erreicht, daß die beiden Kolben 10 gegenläufig gegen die Kraft der Druckfedern 13 in radialer Richtung hin- und herbewegt werden. Auf diese Weise wird bspw. eine Hydraulikflüssigkeit angesaugt und bspw. über ein Druckventil weitergefördert.

Die beschriebene Motor-Pumpen-Einheit 1 kann vorzugsweise bei einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Bei dem Motor 2 kann es sich dabei vorzugsweise um einen Elektromotor handeln, und bei der Pumpe 3 um eine hydraulische Radialkolbenpumpe.

Das in der Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Einheit stimmt weitgehend mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 überein. Aus diesem Grund sind in der Fig. 2 gleiche Bauteil mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Nachfolgend werden nur noch die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen erläutert.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 3 der Motor-Pumpen-Einheit 1 nicht mit Druckfedern 13 ausgerüstet. Statt dessen sind die beiden Kolben 10 mit jeweils einer Einkerbung 18 versehen, in die eine Lasche 19 eingreift. Die Lasche 19 ist dabei aus dem inneren Laufbahnring 14 ausgeschnitten und in Richtung der Kolben 10 abgebogen.

Die Kolben 10 sind damit mit dem inneren Laufbahnring 14 gekoppelt. Die Kopplung ist zumindest in radialer Richtung starr ausgeführt. Die beiden Kolben 10 sind dadurch direkt mit dem inneren Laufbahnring 14 verbunden und führen dadurch zwangsweise dessen Bewegungen aus.

Führt die Welle 6 und damit der Exzenterring 9 eine Drehbewegung um die Längsachse 7 aus, so hat dies aufgrund der exzentrischen Ausbildung des Exzenterrings 9 eine Hin- und Herbewegung des inneren Laufbahnrings 14 zur Folge. Diese Hin- und Herbewegung wird direkt über die Einkerbung 18 und die Lasche 19 auf die beiden Kolben 10 übertragen. Dadurch führen die beiden Kolben ebenfalls eine Hin- und Herbewegung in radialer Richtung aus.

Die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch die Druckfedern 13 hervorgerufene Bewegung nach außen wird dabei bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch die direkte Kopplung der Kolben 10 mit dem inneren Laufbahnring 14 bewirkt. Die Kolben 10 werden damit von dem inneren Laufbahnring 14 zwangsgesteuert.

Das in der Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Einheit stimmt weitgehend mit dem in der Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel überein. Aus diesem Grund sind in der Fig. 3 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Nachfolgend werden nur noch die Unterschiede der beiden Ausführungsbeispiele erläutert.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist kein äußerer Laufbahnring 16 und damit auch keine Wälzkörper 17 vorhanden. Statt dessen ist die Welle 6 in der Form eines koaxialen Zapfens 20 in den Bereich der von den Kolben 10 der Pumpe 3 gebildeten Ebene 12 verlängert. Dem Zapfen 20 ist ein Laufbahnring 21 zugeordnet, der in dem Gehäuse 5 der Pumpe 3 angeordnet ist. Zwischen dem Zapfen 20 und dem Laufbahnring 21 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern 22 vorgesehen. Der Zapfen 20, der Laufbahnring 21 und die dazwischen angeordneten Wälzkörper 22 bilden ein Lager. Dieses Lager ist dabei im Bereich der Ebene 12 angeordnet. Bspw. kann das Lager in der Form eines Nadellagers ausgestaltet sein.

Führt die Welle 6 und damit auch der Zapfen 20 eine Drehbewegung um die Längsachse 7 aus, so ist die Welle 6 über die Wälzkörper 22 und den Laufbahnring 21 innerhalb des Gehäuses 5 der Pumpe 3 gelagert.

Claims (6)

1. Pumpe (3) mit mindestens einem radial hin- und herbewegbaren Kolben (10), insbesondere hydraulische Radialkolbenpumpe für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, die von einem insbesondere elektrischen Motor (2) antreibbar ist, der eine Welle (6) aufweist, die für den Antrieb der Pumpe (3) vorgesehen ist, wobei zumindest zwei Lager (8, 9, 16, 17) vorhanden sind, die zur drehbaren Lagerung der Welle (6) vorgesehen sind, und wobei ein Exzenterring (9) vorhanden ist, der drehfest mit der Welle (6) verbunden und zur Betätigung der Kolben (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Lager (9, 16, 17) in einer von den Kolben (10) gebildeten Ebene (12) angeordnet ist.

2. Pumpe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Laufbahnring (14) vorgesehen ist, auf dessen Innenseite die Kolben (10) angeordnet sind, und dessen Außenseite über Wälzkörper (15) oder dergleichen mit dem Exzenterring (9) gekoppelt ist.

3. Pumpe (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (10) mit dem inneren Laufbahnring (14) in radialer Richtung gekoppelt (18, 19) sind.

4. Pumpe (3) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Laufbahnring (16) vorgesehen ist, dessen Innenseite über Wälzkörper (17) oder dergleichen mit dem Exzenterring (9) gekoppelt ist, und dessen Außenseite in einem Gehäuse (4) des Motors (2) und/oder in einem Gehäuse (5) der Pumpe (3) angeordnet ist.

5. Pumpe (3) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) in den Bereich der von den Kolben (10) der Pumpe (3) gebildeten Ebene (12) verlängert und dort in einem Lager (20, 21, 22), insbesondere einem Nadellager gelagert ist.

6. Motor-Pumpen-Einheit (1) insbesondere für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem insbesondere elektrischen Motor (2) und einer insbesondere hydraulischen Pumpe (3) mit zumindest einem radial hin- und herbewegbaren Kolben (10), wobei der Motor (2) eine Welle (6) aufweist, die für den Antrieb der Pumpe (3) vorgesehen ist, und wobei zumindest zwei Lager (8, 9, 16, 17) vorhanden sind, die zur drehbaren Lagerung der Welle (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.