DE4122486A1 - Antriebsaggregat, insbesondere motor-pumpenaggregat fuer schlupfgeregelte bremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, insbesondere ein Motor-Pumpenaggregat für schlupfgeregelte Bremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Antriebsaggregate mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von rotatorischen und translatorischen, beispielsweise oszillie­ renden Bewegungsabläufen, finden im allgemeinen Maschinenbau ein vielfältiges Anwendungsspektrum. Im besonderen kommt der Verwendung derartiger Antriebsaggregate in der Industriehy­ draulik, der Fahrzeughydraulik und der Verfahrenstechnik eine besondere Stellung zu, wobei selbst bei recht unterschied­ lichen Einsatzbedingungen die Kinematik der Aggregate mit ho­ her Präzision dauerhaft zu steuern ist.

Hierzu sei beispielsweise auf die deutsche Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen P 40 27 848.4 verwiesen, wo­ nach ein von einem elektrischen Antriebsaggregat betätigtes Pumpenaggregat Druckmittel einer schlupfgeregelten Kraftfahr­ zeugbremsanlage zuführt. Die Antriebswelle des Elektromotors verfügt am Wellenende über einen Exzenterzapfen, an dem sich über ein Nadellager zwei Pumpkolben einer Radialkolbenpumpe abstützen. Bei Drehung der in Wälzlagern geführten Antriebs­ welle beschreibt sodann der außermittig am Wellenstumpf ange­ brachte Zapfen eine Exzenterbahnkurve, die zur oszillierenden Bewegung der Pumpkolben führt.

Die gegenwärtige Konstruktion läßt infolge des durch die Ex­ zenterbahnkurve festgelegten Kolbenhubs eine Variation des Fördervolumens nur eingeschränkt, beispielsweise über eine Drehzahlregelung des Elektromotors, zu, die infolge der er­ heblichen regelungstechnischen Maßnahmen als verbesserungs­ würdig anzusehen ist.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Antriebsaggregat der im Oberbegriff genannten Gattung dahingehend zu verbes­ sern, daß mit einfachen Mitteln die Exzentrizität der Exzen­ tervorrichtung beliebig variiert werden kann, um beispiels­ weise bei Pumpen eine an den Druckmittelbedarf des Ver­ brauches angepaßte Regelung des Fördervolumens zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan­ spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst, wonach zur Verände­ rung des Exzenter- und damit des Pumpkolbenhubs die Exzenter­ vorrichtung aus relativ zueinander verdrehbaren und form­ schlüssig miteinander im Eingriff stehenden Exzenter gebildet ist. Damit unterbleiben aufwendige Steuer- und Regelabläufe innerhalb des den Antriebsmotors steuernden Stromkreises, so daß nach dem erfindungsgemäßen Lösungsvorschlag, durch das über einen Steuerkolben direkt aufgenommene Druckniveau, eine hydromechanische Verstellung des zweiten Exzenters erfolgen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgezeigten Maßnahmen sind zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung angegeben, die im Zu­ sammenhang mit den weiteren Merkmalen und Vorteilen der Er­ findung nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen näher darge­ stellt und erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenpumpe, Fig. 2 eine Teilansicht der Radialkolbenpumpe gemäß Fig. 1 an der Schnittstelle A-A,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das zwischen dem zweiten Exzenter und dem Steuerschieber angeordnete Stellelement.

Die Fig. 1 zeigt eine einem Elektromotor zugeordnete An­ triebswelle 3, dessen Wellenstumpf mit einem zapfenförmigen ersten Exzenter 1 versehen ist. Das der Antriebswelle 3 abge­ wandte Ende des ersten Exzenters 1 ragt in den als Hohlzylin­ der geformten Steuerschieber 5 außermittig hinein. Eine in einer Längsnut 7 des ersten Exzenters 1 eingesetzte Paßfeder oder Einlegekeil 8 stellt den Formschluß zu der im Hohlzylin­ der außermittig angeordneten Bohrung 9 eingelassenen Längsnut 7 her, so daß der Steuerschieber 5 mit dem ersten Exzenter 1 rotiert. Der Steuerschieber 5 übernimmt hierbei die Funktion eines den Exzenterzapfen führenden Gleitlagers. Auf dem dem Steuerschieber 5 entgegengelegenen Wellenabschnitt ist ein Wälzlager zur Führung der Antriebswelle 3 angeordnet. Ein verdrehbar auf dem ersten Exzenter 1 angeordneter zweiter Ex­ zenter 2 ist über ein federelastisches Stellelement 4 mit dem Steuerschieber 5 gekoppelt. Das Stellelement 4 ist hierzu an den einander zugewandten Stirnflächen des Steuerschiebers 5 und des zweiten Exzenters 2 befestigt. Während der Drehung der Exzentervorrichtung wälzt sich der zweite Exzenter 2 ver­ stellbar zum ersten Exzenter 1 an einem Nadellager 10 ab, so daß die auf dem äußeren Lagering angeordneten Pumpkolben 11 eine oszillierende Hubbewegung vollziehen. Ein senkrecht zur Stirnfläche des Steuerschiebers 5 ausgerichteter Steuerkolben 6 steht auf der dem Steuerschieber 5 abgewandten Stirnseite jeweils unter Pumpen- bzw. Verbraucherdruck. Die Grundstel­ lung des Steuerschiebers 5 wird hierbei von dem zwischen dem Steuerschieber 5 und dem zweiten Exzenter gehaltenen Stell­ element 4 bewirkt, wobei die am Anschlag 13 anliegende Druck­ feder 12 den Steuerkolben 6 an einer gehäusefesten, der Druckfeder 12 abgewandten Anschlagfläche positioniert.

Die Fig. 2 zeigt unter Bezug auf Fig. 1 an der Schnittstelle A-A den Querschnitt durch die den ersten Exzenter 1 aufneh­ mende Antriebswelle 3, sowie das auf dem zweiten Exzenter 2 befestigte Nadellager 10, auf dem die Pumpkolben 11 diametral anliegen. In der abbildungsgemäßen Stellung weist der erste Exzenter 1 eine Verdrehung um das Exzentermaß E1 und der zweite Exzenter 2 eine Verdrehung um das Exzentermaß E2 ge­ genüber der Antriebswelle 3 auf, so daß die radialen Abstände E1, E2 in Abhängigkeit gleicher Verdrehwinkel und damit glei­ cher Wirklinie das den Gesamthub der Pumpkolben 11 bildende variable Summenmaß bestimmen.

Die Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf das gewellte, im wesent­ lichen sichelförmige Stellelement 4, das sich im Umfangsmaß über etwa 270 Winkelgrad erstreckt. Zur Befestigung des Stellelementes 4 weist dieses mehrere Haltebohrungen 14 auf. Eine erste sowie eine zweite Haltebohrung 14, die über den Umfang des Stellelementes 4 im Uhrzeigersinn zwischen 0 und 180 Winkelgrad angeordnet sind, dienen zur Befestigung an der Stirnfläche des Steuerschiebers 5. Der Abschnitt zwischen 180 und 270 Winkelgrad hingegen wirkt als Drehfeder, wobei die Haltebohrung 14 am zweiten Ende des federnden Abschnitts (270° Position) an der Stirnfläche des zweiten Exzenters 2 befestigt ist.

Funktionsweise

In der nach Fig. 1 und 2 dargestellten Position befindet sich die Exzentervorrichtung in der Vollförderstellung, d. h. die Summenexzentrizität - gebildet aus der Exzentrizität E1 des ersten Exzenters 1 und der Exzentrizität E2 des zweiten Ex­ zenters 2 - nimmt nach Betrag und Richtung ein Maximum ein. Folglich vollziehen beide Pumpkolben 11 bei Drehung der An­ triebswelle 3 und damit infolge der synchronen Drehbewegung beider Exzenter 1, 2 mit dem Steuerschieber 5 den maximalen Pumpenhub. Damit wird der jeweilige Verbraucher mit Förder­ volumen beaufschlagt. Übersteigt das aus Pumpendruck und Steuerkolbenfläche gebildete Produkt die Kraft der Druckfeder 12, so verschiebt der Steuerkolben 6 den mit dem ersten Ex­ zenter 1 mitrotierenden Steuerschieber 5, wie in der Zeich­ nung dargestellt nach links, so daß sich proportional um die Verkleinerung des Abstandsmaßes x auch der Axialabstand zwi­ schen dem zweiten Exzenter 2 und dem Steuerschieber 5 ver­ kleinert. Zwangsläufig führt das als Federelement unter Druckbeanspruchung stehende Stellelement 4 eine Verwindung aus, wodurch die translatorische Bewegung des Steuerschiebers 5 zu einer rotatorischen Bewegung des Stellelementes 4 führt und damit auch der zweite Exzenter 2 zur Wirkung kommt. Die asynchrone Verdrehung des zweiten Exzenters 2 relativ zum mit Antriebswellendrehzahl rotierenden ersten Exzenter 1 verur­ sacht hierbei eine Verkleinerung der Exzentrizität, so daß die Pumpkolben 11 einen entsprechend einer Teillastförderung verringerten Arbeitshub vollziehen. Somit kann bei ent­ sprechender konstruktiver Anpassung, beispielsweise unter der Voraussetzung gleicher Exzentrizitätsmaße (E1=E2) und bei einem Verstellwinkel von 0 bis 180° während des Pumpenlaufs eine Pumpenregelung zwischen Nullförderung bis Vollförderung stufenlos eingestellt werden.

Bezugszeichenliste

 1 erster Exzenter
 2 zweiter Exzenter
 3 Antriebswelle
 4 Stellelement
 5 Steuerschieber
 6 Steuerkolben
 7 Längsnut
 8 Einlegekeil
 9 Bohrung
10 Nadellager
11 Pumpkolben
12 Druckfeder
13 Anschlag
14 Haltebohrung

Claims (7)

1. Antriebsaggregat, insbesondere Motor-Pumpenaggregat für schlupfgeregelte Bremsanlagen, mit einer Vorrichtung zur Transformation rotatorischer in translatorische Bewe­ gungsvorgänge, mit im wesentlichen einer in einem Gehäuse beweglich geführten Antriebswelle und einer der Antriebs­ welle zugeordneten Exzentervorrichtung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Exzentervorrichtung aus relativ zueinanderr verdrehbaren und miteinander in Ein­ griff stehenden Exzenter (1, 2) gebildet ist, so daß zu­ mindest ein aus den einzelnen Exzentermaßen (E1, E2) zweier Exzenter (1, 2) gebildetes Exzentersummenmaß variabel einstellbar ist.

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Exzenter (1) unmittelbar an der Antriebswelle (3) und der weitere Exzenter (2) verdrehbar auf dem ersten Exzenter (1) angebracht ist.

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Stellelement (4) den weiteren Exzenter (2) mit einem axial beaufschlagbaren Steuerschieber (5) verbindet.

4. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerschieber (5) in Reiheschaltung ein vom Pumpendruck beaufschlagter Steuerkolben (6) längsbeweglich zugeordnet ist.

5. Antriebsaggregat nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (5) formschlüssig auf dem ersten Ex­ zenter (1) geführt ist.

6. Antriebsaggregat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (4) als den ersten Exzenter (1) in Umfangs­ richtung teilumgreifende Schraubenfeder ausgeführt ist, dessen erstes Federende an der Stirnfläche des weiteren Exzenters (2) und dessen zweites Federende an der Stirn­ fläche des Steuerschiebers (5) befestigt ist.

7. Antriebsaggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (4) bei Veränderung des zwischen dem ersten Exzenter (1) und dem Steuerschieber (5) bestehenden Ab­ standsmaßes (x) eine in Umfangsrichtung verlaufende Streckung und Verwindung des weiteren Exzenters (2) voll­ zieht.