DE4445362A1

DE4445362A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE4445362A1
Application number: DE4445362A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Wetzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-06-27
Also published as: GB9525010D0; GB2296296A; KR960023768A; JPH08219010A; US5620311A; CH690624A5; RU2151910C1; GB2296296B

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der US-PS 5 105 685 ist eine Kolbenpumpe mit einem Elektromotor als Pumpenmotor bekannt, der an ein Pumpengehäuse angeflanscht ist. Eine Motorwelle ist beiderseits eines Ankers gelagert. Sie steht an einer Stirnseite aus einem Motorengehäuse vor und ragt mit ihrem vorstehenden Wellenabschnitt in das Pumpengehäuse, wo sie sich in einen Exzenter fortsetzt. Bei der bekannten Kolbenpumpe ist der Exzenter ein exzentrisch zur Welle angeordneter, mit dieser einstückiger Zapfen. An ihm ist ein Pleuel zum Antrieb eines Pumpenkolbens gelagert. Der Exzenter steht frei über die Wellenlagerung vor, er weist kein Gegenlager zum Auffangen der beim Antrieb des Pumpenkolbens auf ihn wirkenden Kräfte auf. Die Motorwelle wird dadurch auf Biegung beansprucht und ist infolgedessen nur begrenzt belastbar.

Aus der FR 2 301 417 ist eine Kolbenpumpe bekannt geworden, bei der eine, einen Exzenter aufweisende Motorwelle an ihren beiden Enden gelagert ist, das exzenterseitige Ende der Welle ist also außerhalb des Exzenters gelagert. Jedoch ist bei dieser Kolbenpumpe kein Lager zwischen dem Exzenter und einem Motoranker angebracht. Die Motorwelle wird infolgedessen beim Antrieb des Exzenters ebenfalls auf Biegung beansprucht.

Aus der WO 83/01929 ist eine Kolbenpumpe bekanntgeworden, die eine Biegebeanspruchung der Motorwelle vermeidet oder zumindest stark reduziert. Bei ihr ist die Motorwelle sowohl an ihrem, dem Motor abgewandten Ende als auch zwischen einem Exzenter und einem Anker, also beiderseits des Exzenters, gelagert. Bei ihr ist ein den Exzenter aufweisender Wellenabschnitt zwischen den Lagern kurz. Diese Kolbenpumpe hat allerdings den Nachteil, daß das zwischen Anker und Exzenter befindliche Lager in einem Gehäusedeckel sitzt, der zwischen einem Motorgehäuse und einem Pumpengehäuse angeordnet ist. Damit sämtliche Wellenlager fluchten ist für diese Kolbenpumpe eine hohe Fertigungsgenauigkeit mit engen Toleranzen und eventuell ein Justieren beim Zusammenbau notwendig, was den Fertigungsaufwand erhöht und die Fertigung verteuert.

Aus der EP 0 509 883 B1 ist eine Kolbenpumpe bekannt, die diesen Nachteil vermeidet, indem zwei Motorwellenlager, die dem Exzenter unmittelbar benachbart sind, in ein gemeinsames Bauteil, nämlich in ein Pumpengehäuse eingesetzt sind. Diese Konstruktion bringt allerdings den Nachteil mit sich, daß die Motorwelle nur lauffähig gelagert ist, wenn ein Motorengehäuse mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Ein Probelauf des Motors vor dem Anbringen am Pumpengehäuse ist also nicht möglich. Ein Motordefekt läßt sich daher u. U. erst nach dem Zusammenbau der Kolbenpumpe feststellen, woraufhin der Motor wieder abgebaut und instandgesetzt oder ersetzt werden muß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß ihr Pumpenmotor in Betrieb gesetzt werden kann, ohne daß er am Pumpengehäuse angebracht ist. Es kann also ein Probelauf zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion des Pumpenmotors erfolgen, bevor dieser nach seiner Herstellung oder einer eventuellen Instandsetzung am Pumpengehäuse angebracht wird. Dadurch, daß die beiden dem Exzenter unmittelbar benachbarten Motorwellenlager in einem gemeinsamen Bauteil untergebracht sind, ergibt sich eine steife Lageranordnung, wodurch Schwingungen und damit Geräusche vermieden werden. Der Exzenter ist auf kurzem Weg beidseitig abgestützt, so daß Biegebeanspruchungen der Motorwelle klein gehalten werden. Ein Fluchten der beiden Lager wird durch deren Unterbringung in einem gemeinsamen Exzenterlagerbauteil sichergestellt.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe, der an einer Motorwellenachse um 90° abgewinkelt ist;

Fig. 2 bis 4 abgeänderte Ausführungsformen im Bereich eines motorfernen Endes der Motorwelle.

Beschreibung der Ausführungsformen

Die in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist einen Elektromotor 12 als Pumpenmotor auf, der an einem Pumpengehäuse 14 angebracht ist. Der Pumpenmotor 12 weist ein topfförmiges Motorgehäuse 16 auf, das mit einer offene Stirnseite am Pumpengehäuse 14 anliegt. Das Pumpengehäuse 14 ist Teil eines Hydraulikblocks für ein ABS (Antiblockiersystem)-, ASR (Antriebsschlupfregelung)- oder FDR (Fahrdynamik regelung)-Aggregats. An einem Innenumfang des Motorgehäuses 16 sind Permanentmagnete 18 angebracht, welche einen drehfest auf einer Motorwelle 20 befestigten Anker umgeben, der mehrere Ankerbleche 22 aufweist, die mit einer Ankerwicklung 24 umwickelt sind.

Die Motorwelle 20 tritt an der dem Pumpengehäuse 14 zugewandten Stirnseite aus dem Motorgehäuse 16 aus und ragt in das Pumpengehäuse 14 hinein. Innerhalb des Pumpengehäuses 14 geht die Motorwelle 20 einstückig in einen exzentrischen Zapfen, den Exzenter 32, über und endet einstückig mit einem kurzen, konzentrischen Lagerzapfen 34. Der Wellendurchmesser der Motorwelle 20 verjüngt sich über den Exzenter 32 zum Lagerzapfen 34.

Gelagert ist die Motorwelle 20 mit zwei Kugellagern 36, 38, die beiderseits des Exzenters 32 diesem benachbart auf der Welle 20 angebracht sind. Ein im Durchmesser kleineres Kugellager 36 sitzt auf dem kurzen Lagerzapfen 34, ein im Durchmesser größeres Kugellager 38 ist zwischen dem Exzenter 32 und dem Anker 22, 24 noch innerhalb des Pumpengehäuses 14 auf der Motorwelle 20 angebracht.

Die beiden Kugellager 36, 38 sind in ein hülsenförmiges Exzenterlagerbauteil 40 eingesetzt. Zur Ausbildung zweier Lagersitze 41, 42 verjüngt sich das Exzenterlagerbauteil 40 vom Pumpenmotor 12 weg mit zwei Stufen. Zusätzlich kann ein dem Pumpengehäuse 14 fernes Ende 66 der Motorwelle 20 bei Ausführungsformen der Erfindung in ansich bekannter Weise am Motorgehäuse 16 gelagert sein.

Das Exzenterlagerbauteil 40 weist einen Flansch auf, der eine Stirnwand 43 bildet, die die offene Stirnseite des Motorgehäuses 16 verschließt: Die Stirnwand 43 liegt an Sicken 44 an, die mehrfach über den Umfang des Motor gehäuses 16 verteilt eingedrückt sind. Ein freier Rand 45 an der offenen Stirnseite des Motorgehäuses 16 ist umgebördelt. Er umgreift die Stirnwand 43 und hält sie in Anlage an den Sicken 44, wodurch das Exzenterlagerbauteil 40 mit dem Motorgehäuse 16 verbunden ist. Weiterhin dichtet der gebördelte Rand 45 das Motorgehäuse und das Exzenter lagerbauteil 40 gegeneinander ab.

Das Exzenterlagerbauteil 40 ist in eine seiner Außenform angepaßte, gestufte Bohrung 46 im Pumpengehäuse 14 eingesetzt. An seiner dem Motor 12 abgewandten Seite ist das Exzenterlagerbauteil 40 mit einer mit ihm einstückigen Stirnwand 48 verschlossen. An diesem Stirnende ist das Exzenterlagerbauteil 40 mit einem radial nach außen stehenden Flansch 50 versehen, welcher es in der Durchgangsbohrung 46 hält, wodurch auch der Motor 12 über das Exzenterlagerbauteil 40 am Pumpengehäuse 14 befestigt ist.

Der Flansch 50 ist durch Bördeln eines in axialer Richtung vom Exzenterlagerbauteil 40 abstehenden, mit ihm einstückigen, umlaufend ausgebildeten Kragens 52 gefertigt, der in Fig. 1 durch Strichlinien angedeutet ist. Der Flansch 50 befindet sich in einer flachen Ansenkung 54 an einer Mündung der Durchgangsbohrung 46.

Durch das Umformen des umlaufenden Kragens 52 zu einem Halteflansch 50 ist eine unlösbare Verbindung zwischen dem Pumpenmotor 12 und dem Pumpengehäuse 14 geschaffen. Dies beugt einer Demontage des Pumpenmotors 12 und damit unsachgemäßer Wartung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 vor. Eine Demontage des Pumpenmotors 12 kann, wenn es sich beim Pumpengehäuse 14 um den Hydraulikblock eines ABS- Bremssystems handelt, zum Totalausfall einer Bremsanlage führen.

Eine Abdichtung zwischen zwischen der Stirnwand 43 des Pumpenmotors 12 und dem Pumpengehäuse 14 kann beispielsweise mittels einer Dichtmasse 68 erfolgen, die vor dem Anbringen des Pumpengehäuses 14 an dem Motor 12 mit einem Dispenser in Form eines Kreisrings am Umfang der Stirnwand 43 als "Raupe" aufgetragen wird. Ein in eine Nut 70 in der Durchgangsbohrung 46 des Pumpengehäuses 14 an dessen dem Pumpenmotor 12 abgewandter Seite eingelegter Dichtring 72 dichtet das Pumpengehäuse 14 gegenüber dem Exzenterlagerbauteil 40 ab. Der Dichtring 72 wird nur benötigt, wenn die dem Pumpenmotor 12 abgewandte Seite des Pumpengehäuses 14 nicht auf andere Weise, z. B. von einem dort angebrachten Steuergerät (nicht dargestellt), abgedichtet ist.

Abstandswarzen 80 an der Stirnwand 43 halten zusammen mit dem umgebördelten Rand 45 des Motorgehäuses 16 den Pumpenmotor 12 in definiertem Abstand zum Pumpengehäuse 14.

Im Pumpengehäuse 14 sind zwei Pumpenkolben 56, von denen aufgrund der um 90° abgewinkelten Schnittdarstellung nur einer zu sehen ist, einander gegenüberliegend in ihrer Längsrichtung verschiebbar in einer Zylinderbohrung 58 angeordnet. Die Pumpenkolben 56 stehen radial zur Motorwelle 20. Ihr wellenseitiges Ende durchstößt eine Umfangswand des Exzenterlagerbauteils 40 durch je ein Fenster 58, 60 hindurch. Das wellenseitige Ende der Pumpenkolben 56 stößt gegen einen Außenring 62 eines auf dem Exzenter 32 angebrachten Nadellagers 64.

Um zu verhindern, daß Fluid durch die Fenster 58, 60 im Exzenterlagerbauteil 40 ins Innere des Pumpenmotors 12 oder in die Kugellager 36, 38 gelangt, sind diese beidseitig gedeckelt. Die Pumpenkolben 56 werden bespielsweise mittels nicht dargestellter Schraubendruckfedern in Anlage am Außenring 62 des Nadellagers 64 gehalten. Durch Rotation der Motorwelle 20 werden die beiden Pumpenkolben zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen weitere Befestigungsmöglich keiten des Pumpenmotors am Pumpengehäuse 14. Im übrigen stimmen die in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kolbenpumpen mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform überein. Für gleiche Bauteile werden nachfolgend gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Exzenterlagerbauteil 40 einen Gewindezapfen 74 an seiner dem Pumpenmotor abgewandten Stirnwand 48 auf. Mittels einer aufgeschraubten Mutter 76 und einer untergelegten Unterlegscheibe 78, die sich an ihrem Umfang gegen das Pumpengehäuse 14 abstützt, wird das Exzenterlagerbauteil 40 in die Durchgangsbohrung 46 hineingezogen und dadurch der mit dem Exzenterlagerbauteil 40 verbundene Pumpenmotor am Pumpengehäuse 14 gehalten. Das hülsenförmige Exzenterlagerbauteil 40 steht bei dieser Ausführungsform der Erfindung unter Axialspannung und der Pumpenmotor wird gegen das Pumpengehäuse 14 gespannt, Geräuschbildung wird auf diese Weise vermieden.

Fig. 3 zeigt eine andere Verschraubungsmöglichkeit: Die dem Pumpenmotor abgewandte Stirnwand 48 des Exzenterlagerbauteils 40 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Innengewinde versehen, in das eine einen Gewindezapfen 82 aufweisende Abdeckkappe 84 eingeschraubt ist, die sich mit einer mit ihr einstückigen Umfangswand 86 gegen das Pumpengehäuse 14 abstützt. Die Abdeckkappe 84 weist einen Innsechskant 88 zum Ansetzen eines Inbußschlüssels auf. Auch diese Schraubverbindung vermeidet durch Festspannen des Pumpenmotors am Pumpengehäuse 14 eine Geräuschbildung.

Fig. 4 zeigt die Befestigung des Pumpenmotors am Pumpengehäuse 14 mittels eines Federblechs 90. Dieses Federblech 90 ist ein gebogener Blechstreifen, der sich in seinem Mittelbereich 92 scheibenförmig verbreitert. Der scheibenförmige Mittelbereich 92 weist ein Loch 94 auf, durch das das dem Pumpenmotor abgewandte Stirnende des Exzenterlagerbauteils 40 hindurchgesteckt ist. Ein in eine umlaufende, rillenförmige Nut 96 im Exzenterlagerbauteil 40 eingesetzter C-Ring 98 hält das Federblech 90 auf dem Exzenterlagerbauteil 40. Das Federblech 90 stützt sich unter Vorspannung gegen das Pumpengehäuse 14 ab.

Claims

1. Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse, an dem Pumpenmotor angebracht ist, der ein Motorgehäuse und eine Motorwelle aufweist, die in einer Richtung aus dem Motorgehäuse vorsteht und in das Pumpengehäuse ragt, und die auf ihrem in das Pumpengehäuse ragenden Wellenabschnitt einen Exzenter zum Antrieb mindestens eines in etwa radial zur Motorwelle angeordneten Pumpenkolbens aufweist, der in seiner Längsrichtung verschiebbar in dem Pumpengehäuse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) ein Exzenterlagerbauteil (40) aufweist, das mit dem Motorgehäuse (12) verbunden ist, das den aus dem Motorgehäuse (12) vorstehenden Wellenabschnitt der Motorwelle (20) umgibt und in das Pumpengehäuse (14) hineinragt, in das zwei Wellenlager (36, 38) beiderseits des Exzenters (32) eingesetzt sind, mit denen die Motorwelle (20) drehbar gelagert ist und das ein Fenster (58, 60), durch das der mindestens eine Pumpenkolben (46) oder ein ihn antreibendes Antriebsteil hindurch an den Exzenter (32) ragt, aufweist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlagerbauteil (40) das Motorgehäuse (16) an einer Stirnseite verschließt.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Exzenterlagerbauteil (40) aufnehmender Hohlraum (46) im Pumpengehäuse (14) an einer dem Pumpenmotor (12) abgewandten Seite geschlossen ausgebildet ist.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlagerbauteil (40) in ein Durchgangsloch (46) im Pumpengehäuse (14) ragt und auf einer dem Pumpenmotor (12) abgewandten Seite des Pumpengehäuses (14) am Pumpengehäuse (14) befestigt ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlagerbauteil (40) einen radial nach außen stehenden Flansch (50) zur Verbindung des Pumpenmotors (12) mit dem Pumpengehäuse (14) an seiner dem Pumpenmotor (12) abgewandten Seite aufweist, der durch Umformen aus einem in radialer Richtung von dem Exzenterlagerbauteil (40) abstehenden Kragen (52) entstanden ist.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (12) mit einem Federblech (90) oder einem Federteller, das/der an der dem Pumpengehäuse (14) abgewandten Seite des Exzenterlagerbauteils (40) angreift und sich gegen das Pumpengehäuse (14) abstützt, in Anlage am Pumpengehäuse (14) gehalten ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Exzenter (32) fernes Ende (66) der Motorwelle (20) drehbar in dem Motorgehäuse (16) gelagert ist.