EP2238003A1 - Hydraulikfluidpumpe einer fahrzeugbremsanlage mit einem exzenterantrieb - Google Patents

Hydraulikfluidpumpe einer fahrzeugbremsanlage mit einem exzenterantrieb

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Publication number
EP2238003A1
EP2238003A1 EP08868502A EP08868502A EP2238003A1 EP 2238003 A1 EP2238003 A1 EP 2238003A1 EP 08868502 A EP08868502 A EP 08868502A EP 08868502 A EP08868502 A EP 08868502A EP 2238003 A1 EP2238003 A1 EP 2238003A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic fluid
fluid pump
hydraulic
designed
vehicle brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08868502A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Doberschuetz
Werner Quirant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2238003A1 publication Critical patent/EP2238003A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4031—Pump units characterised by their construction or mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
    • F04B49/123—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic fluid pump of a vehicle brake system with a conveying means for conveying hydraulic fluid against an existing in a part of the vehicle brake hydraulic counter pressure. Furthermore, the invention relates to a vehicle brake system with such a hydraulic fluid pump.
  • Hydraulic fluid pumps of vehicle brake systems are known in which a plurality of reciprocating pumps are used as conveying means for conveying hydraulic fluid or brake fluid in the vehicle brake system, in particular for returning the brake fluid from the vehicle brakes and / or for active brake pressure buildup.
  • These reciprocating pumps are also referred to as pumple elements.
  • the pump elements are usually driven by an electric motor with a seated on a drive shaft eccentric.
  • cam drives or the like are possible. This results in dependence on the eccentricity of the eccentric and the diameter of the pump piston used in the pump element or the reciprocating pump, a constant delivery volume per revolution of the electric motor.
  • a hydraulic fluid pump of a vehicle brake system is provided with a conveying means for conveying hydraulic fluid against an existing in a part of the vehicle brake hydraulic counter pressure, wherein a means for varying the delivery volume of the conveying means is provided in dependence on the height of the hydraulic counter-pressure. Furthermore, the object is achieved according to the invention with affybrerasstrom with such configured according to the invention hydraulic fluid pump.
  • the largest possible hydraulic delivery capacity should be provided at a low pressure level or at a pressure level of 0 bar. With such a large hydraulic delivery capacity, the pressure build-up dynamics should be maximized or the time to overcome the ventilation clearance between the brake linings of the vehicle brake system and the associated brake disc should be minimized. This function of conventional vehicle brake systems also contributes to performance optimization
  • ABS antilock control
  • Fig. 1 shows as a graph on an X-axis plotted the pressure generated by pump elements in relation to a displayed on the associated Y-axis flow rate.
  • a pump element with high flow rate at low pressure level even at high pressure level still has a relatively high flow rate, as shown in Fig. 1 at the line 10.
  • the line 10 shows that between the hydraulic load torque (pressure) and the electrical power (capacity) of the associated drive motor is a linear relationship.
  • a pump element which is optimized at a first design point 20 at low pressure to a high delivery rate, promotes with increasing pressure according to the line 10 to a point 30, at which still a comparatively high delivery rate and thus , a relatively high control Amperage for the driving electric motor results.
  • a connection should be sought, as illustrated by the curve 70 in FIG.
  • the solution according to the invention achieves this optimized design curve by providing a means for varying the delivery volume of the delivery means as a function of the level of the hydraulic backpressure in the hydraulic delivery pump according to the invention.
  • a pump element or a reciprocating pump is provided as conveying means, wherein the delivery volume is defined as that amount of hydraulic fluid which pumps the hydraulic fluid pump into the associated vehicle brake system with a reciprocating motion of its reciprocating piston or with a reversal of its drive motor this sucks.
  • the solution according to the invention creates a need-based adaptation of the hydraulic delivery rate to the functional requirements of the associated control system. These requirements include, in particular, as explained, a high flow rate at low counter pressures for fast vehicle stabilization and low flow rate at high counter pressures for safe representation of the anti-lock functionality.
  • the conveying means for conveying Hydraulilcfmid is preferred according to the 'designed with at least one delivery piston slidably mounted in a cylinder, thereby defining a pressure chamber together with the cylinder whose volume is changed by the displacement of the conveyor piston.
  • the means for changing the delivery volume is preferably designed as a means for (additional) changing the volume of the pressure chamber as a function of the hydraulic counterpressure.
  • the resulting volume of the pressure chamber compared to the conventional situation is increased or kept larger when the delivery piston builds pressure while a high back pressure is applied.
  • the delivery piston then promotes less Hydraulikfiuid out of the pressure chamber. If, on the other hand, there is a slight counterpressure, when the hydraulic fluid is pushed out of the pressure chamber, its volume increases less or not at all, so that accordingly a greater amount of hydraulic fluid is exhausted from the pressure chamber.
  • the means for changing the volume of the pressure chamber as a function of the hydraulic back pressure is preferably designed as a means for changing the stroke of the delivery piston as a function of the hydraulic backpressure.
  • the resulting displacement of the delivery piston is advantageously reduced according to the invention with increasing back pressure, which increases the volume of the pressure chamber compared to the conventional situation and thus results in a lower hydraulic delivery.
  • an eccentric drive for displacing the delivery piston is also preferably provided and the means for
  • the adjusting device for changing the eccentricity of the eccentric drive is preferably designed by means of a bearing of the eccentric drive, in which the position of the bearing center point in the radial direction is variable. Such adjustment of the bearing center point can be made cost-effective and at the same time over the life of the associated hydraulic fluid pump away reliable.
  • the eccentric drive is further designed with three bearings arranged axially distributed, of which the position of the bearing center point in the radial direction can be changed in two bearings.
  • the two radially displaceable bearing lead to the above-explained, according to the invention intended adjustment of the stroke of the delivery piston, while the third, radially non-displaceable bearing provide the necessary guidance of the eccentric drive and in particular its electric motor.
  • the means for changing the delivery volume of the Förde ⁇ ffens is particularly preferably designed with an elastic element which can be tensioned against the back pressure of the hydraulic fluid.
  • an elastic element which can be tensioned against the back pressure of the hydraulic fluid.
  • the elastic element according to the invention advantageously designed with an annular elastomer component, which in particular surrounds the at least one bearing radially on the outside.
  • the use of at least two pump elements or reciprocating piston pumps is particularly preferably provided for each hydraulic brake circuit of the associated vehicle brake system.
  • at least one of the reciprocating pumps as conventionally operating pump designed with the then operatively required volume flow can be displayed even at high back pressures.
  • the requirements of the vehicle manufacturer can be met according to an overall significantly reduced current load of the associated vehicle electrical system, while at the same time the hydraulic 5 delivery rate can be displayed as needed.
  • Fig. 1 is a diagram of the ratio of flow rate and back pressure in conventional Hydraulikflmdpumpen and in a solution according to the invention
  • Fig. 2 is a greatly simplified longitudinal section of an exemplary embodiment of a hydraulic fluid pump according to the invention and 15
  • Figure 3 is a section m -. IE in Figure "2..
  • Fig. 1 As already explained above, it is shown how the solution according to the invention can be used to provide a delivery volume of a delivery device of a hydraulic fluid pump to a vehicle brake system that changes as a function of the magnitude of the hydraulic backpressure.
  • a delivery volume of a delivery device of a hydraulic fluid pump to a vehicle brake system that changes as a function of the magnitude of the hydraulic backpressure.
  • a hydraulic fluid pump 80 which as an essential component comprises an inlet valve 90, an inlet line 100, a cylinder 110 with a piston 120 arranged therein, an associated eccentric drive 130, an outlet line 140 and an outlet valve 150.
  • the eccentric drive 130 is formed with an electric motor 180 which drives a motor shaft 190.
  • the motor shaft 190 is rotatably mounted on two bearings 200 and 210, a floating bearing (bearing 200, this allows clearance compensation in the axial direction) and a fixed bearing (bearing 210, this leaves no Speilausrete in the axial direction).
  • a third, also designed as a floating bearing 220 is provided on the motor shaft 190.
  • an eccentric disc 230 is arranged rotationally fixed, whose axis is arranged offset radially to the axis of the motor shaft 190.
  • the bearing 200 (and also the optional bearing 220) is configured with a bearing inner race 240 (see FIG. 3) which is slid onto the motor shaft 190. Radially outside of the bearing inner race 240 (see FIG. 3) which is slid onto the motor shaft 190. Radially outside of the bearing inner race 240 (see FIG. 3)
  • Inner bearing ring 240 are distributed over the circumference of the bearing inner ring 240 a plurality of rolling elements 250 in the form of rolling elements, which are surrounded on the outside by a bearing outer ring 260.
  • This bearing outer ring 260 in turn is surrounded radially on the outside by an annular elastomer component 270, which in turn is surrounded by an outer ring 280.
  • the outer ring 280 serves to fix the bearing 200 in a housing (not further shown) of the hydraulic fluid pump 80.
  • the piston 120 is moved in the axial direction and offset relative to the cylinder 110.
  • the volume in the pressure chamber 160 is thereby alternately increased and decreased, whereby hydraulic fluid is sucked through the inlet conduit 110 into the pressure chamber 160 and subsequently challenged again by the outlet conduit 140 from the pressure chamber 160.
  • the piston 120 thus forms, together with the cylinder 110 and the eccentric drive 130, a conveying means for conveying hydraulic fluid against a hydraulic counter-pressure existing in a part of the vehicle brake system (present in the outlet line 140 and the outlet valve 150).
  • the piston 120 is clamped against the eccentric disc 230 which, as explained above, is mounted on the elastomer component 270 via the motor shaft 190 with the bearing 200 (and optionally the bearing 220).
  • This elastomeric component 270 forms a means for varying the delivery volume of this conveying means as a function of the level of the hydraulic counter-pressure.
  • the elastomeric component 270 mutes an offset of the bearing outer ring 260 relative to the outer ring 280 with a corresponding radial force.
  • This radial force acts on the bearing 200 (and also the bearing 220) via the eccentric disk 230 and the piston 120 as a function of the pending back pressure in the pressure chamber 160.
  • the piston 120 offset by the compliance of the elastomeric member 270 in the direction of increasing the volume in the pressure chamber 160 and thus it reduces the hydraulic delivery of the piston 120th
  • the bearing 210 may be provided with an elastomeric component 270 for this purpose. This leads directly to the fact that the required maximum starting torque of the eccentric drive 130 and the required electrical power can be reduced compared to conventional solutions.
  • the functionally required volume flow in the vehicle brake system or the brake fluid circuit associated with the hydraulic fluid pump 80 is ensured by a further (not shown) hydraulic fluid pump conventional type.
  • the associated vehicle brake system therefore preferably comprises at least two hydraulic fluid pumps per brake circuit, i. a total of at least four per each hydraulic unit.

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Abstract

Bei einer Hydraulikfluidpumpe (80) einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Fördermittel (110, 120) zum Fördern von Hydraulikf luid gegen einen in einem Teil der Fahrzeugbremsanlage (140, 150) bestehenden hydraulischen Gegendruck ist ein Mittel (270), vorzugsweise ein Elastomerbauteil in der Motorwellelagerung (200, 220), um Verändern des Fördervolumens des Fördermittels (110, 120) in Abhängigkeit der Höhe des hydraulischen Gegendrucks vorgesehen.

Description

Beschreibung
Hydraulikfluidpumpe einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Exzenterantrieb
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikfluidpumpe einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Fördermittel zum Fördern von Hydraulikfluid gegen einen in einem Teil der Fahrzeugbremsanlage bestehenden hydraulischen Gegendruck. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugbremsanlage mit einer derartigen Hydraulikfluidpumpe.
Es sind Hydraulikfluidpumpen von Fahrzeugbremsanlagen bekannt, bei denen zum Fördern von Hydraulikfluid bzw. Bremsflüssigkeit in der Fahrzeugbremsanlage, insbesondere zum Rückfördern der Bremsflüssigkeit von den Fahrzeugbremsen und/oder zum aktiven Bremsdruckaufbau, als Fördermittel mehrere Hubkolbenpumpen eingesetzt sind. Diese Hubkolbenpumpen werden auch als Pümpenelemente bezeichnet.
Die Pumpenelemente werden in der Regel über einen Elektromotor mit einem auf einer Antriebswelle sitzenden Exzenter angetrieben. Alternativ sind auch Nockenantriebe oder ähnliches möglich. Dabei ergibt sich in Abhängigkeit von der Exzentrizität des Exzenters und dem Durchmesser des in dem Pumpenelement bzw. der Hubkolbenpumpe verwendeten Pumpenkolbens ein konstantes Fördervolumen pro Umdrehung des Elektromotors.
Unter der Annahme einer vollständigen Füllung des Druckraums an dem Pumpenelement bzw. der Hubkolbenpumpe und unter Vernachlässigung der Wirkungsgrade ergibt sich damit ein in allen Betriebsbereichen der Hydraulikfluidpumpe linearer Zusammenhang zwischen hydraulischem Lastmoment (Druck p) und elektrischer Leistung (Stromstärke I, wenn die Spannung U konstant ist). Aufgrund dieses linearen Zusammenhangs lässt sich zwar das hydraulische Lastmoment an bekannten Hydraulikfluidpumpen durch eine einfache Regelung der elektrischen Stromstärke gut einstellen, die derartigen Hydraulikfluidpumpen arbeiten jedoch nicht in allen Betriebsteilbereichen optimal.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugbremsanlage mit einer Hydraulikfluidpumpe bereitzustellen, bei der über weite Betriebsteübereiche hinweg eine weitgehend optimale Druckversorgung der zugehörigen Fahrzeugbremsanlage gewährleistet ist. Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 1 und einer Fahrzeugbremsanlage gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist eine Hydraulikfluidpumpe einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Fördermittel zum Fördern von Hydraulikfluid gegen einen in einem Teil der Fahrzeugbremsanlage bestehenden hydraulischen Gegendruck geschaffen, bei der ein Mittel zum Verändern des Fördervolumens des Fördermittels in Abhängigkeit von der Höhe des hydraulischen Gegendrucks vorgesehen ist. Ferner ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Fahrzeugbrerasanlage mit einer derart gemäß der Erfindung ausgestalteten Hydraulikfluidpumpe gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass bei bekannten
Fahrzeugbremsanlagen in herkömmlichen Regelsitüationen, insbesondere bei einem Rückfördern von Hydraulikfluid mit Hilfe der Hydraulikfluidpumpe, für die Hydraulikfluidversorgung im Wesentlichen zwei Auslegungspunkte relevant sind:
Gemäß einem ersten Auslegungspunkt soll eine möglichst große hydraulische Förderleistung bei niedrigem Druckniveau bzw. bei einem Druckniveau von 0 bar bereitgestellt werden. Mit der derart großen hydraulischen Förderleistung soll die Druckaufbaudynamik maximiert bzw. die Zeit zur Überwindung des Lüftungsspiels zwischen den Bremsbelägen der Fahrzeugbremsanlage und der zugehörigen Bremsscheibe minimiert werden. Diese Funktion herkömmlicher Fahrzeugbremsanlagen wird auch als Performance-Optimierung bei
Stabilisierungsfunktionen bezeichnet.
Gemäß dem zweiten Auslegungspunkt soll ein sicherer Anlauf des Antriebsmotors im Rückforderbetrieb bei einer Antiblockierregelung (ABS) selbst bei maximalem Druck am Hauptbremszylinder der Fahrzeugsbremsanlage gewährleistet sein. Dies bedeutet, dass der
Fahrer des zugehörigen Fahrzeugs am zugehörigen Bremspedal stark auftritt und damit am Hauptbremszylinder einen maximalen Bremsdruck erzeugt, während der Antriebsmotor der Hydraulikfluidpumpe dennoch an den Fahrzeugbremsen Hydraulikfluid absaugen soll, um die Antiblockier-Funktion sicherzustellen. Zugleich sind die beiden oben genannten Auslegungspunkte für die Hydraulikfluidversorgung von Fahrzeugbremsen einer Fahrzeugbremsanlage nicht unabhängig voneinander. Sowohl der erste als auch der zweite Auslegungspunkt werden - so die Erkenntnis der Erfindung - durch die geometrischen Abmessungen der Pumpenelemente und/oder die Exzentrizität des zugehörigen Antriebs beeinflusst.
So ergibt sich bei einer Optimierung in Richtung auf den ersten Auslegungspunkt und damit in Richtung auf eine große hydraulische Förderleistung bei niedrigem Druckniveau zugleich eine vergleichsweise hohe erforderliche elektrische Leistung bzw. ein hohes Motoranlaufinoment für den Rückfδrderbetrieb bei der Antiblockier-Funktion. Mit anderen Worten ist mit der grundsätzlich vorzusehenden hohen Förderleistung der Pumpenelemente bei niedrigem Druckniveau auch eine hohe Förderleistung bei hohem Druckniveau verbunden.
Zur Erläuterung dieses Zusammenhangs ist hier die Fig. 1 beigefügt. Die Fig. 1 zeigt als Diagramm an einer X-Achse angetragen den von Pumpenelementen erzeugten Druck in Relation zu einer an der zugehörigen Y-Achse angezeigten Förderleistung.
Der obige Zusammenhang, dass ein Pumpenelement mit hoher Förderleistung bei niedrigem Druckniveau auch bei hohem Druckniveau noch eine vergleichsweise hohe Förderleistung aufweist, zeigt sich in der Fig. 1 an der Linie 10. Die Linie 10 zeigt, dass zwischen dem hydraulischen Lastmoment (Druck) und der elektrischer Leistung (Förderleistung) des zugehörigen Antriebsmotors eine lineare Beziehung besteht. Ein Pumpenelement, welches an einem ersten Auslegungspunkt 20 bei niedrigem Druck auf eine hohe Förderleistung optimiert ist, fördert mit zunehmendem Druck gemäß der Linie 10 bist zu einem Punkt 30, an dem sich noch immer eine vergleichsweise hohe Förderleistung und damit, eine vergleichsweise hohe Regel-Stromstärke für den antreibenden Elektromotor ergibt.
Eine Optimierung des Pumpenelements in Richtung auf eine geringe Motorleistung bzw. ein geringes Anlaufmoment des Elektromotors bei hohem Druck ergibt in Fig. 1 den Auslegungspunkt 40. Ein derartiges Pumpenelement führt aber gemäß der Linie 50 bei einem geringen Druck auch zu einer geringen Förderleistung bis zu einem Punkt 60.
Wenn man den funktionalen Anforderungen der Fahrzeugbremsanlage hingegen besser gerecht werden und eine Hydraulikfluidpumpe in Bezug auf beide Auslegungspunkte 20 und 40 auslegen möchte, wäre hingegen - so die erfϊndungsgemäße Erkenntnis - ein Zusammenhang anzustreben, wie er in Fig. 1 mit der Kurve 70 dargestellt ist. Die erfradungsgemäße Lösung erreicht diese optimierte Auslegungskurve dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Hydraulikfhύdpumpe ein Mittel zum Verändern des Fördervolumens des Fördermittels in Abhängigkeit von der Höhe des hydraulischen Gegendrucks vorgesehen ist. Als Fördermittel ist dabei insbesondere ein Pumpenelement bzw. eine Hubkolbenpumpe vorgesehen, wobei das Fördervolumen definiert ist als jene Menge an Hydraulikfluid, die die Hydraulikfluidpumpe mit einer Hin- und Herbewegung ihres Hubkolbens bzw. mit einer Umdrehimg ihres Antriebsmotors in die zugehörige Fahrzeugbremsanlage hineinfördert bzw. aus dieser absaugt.
Vorteüe der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine bedarfsgerechte Anpassung der hydraulischen Förderleistung an die funktionalen Anforderungen des zugehörigen Regelsystems. Diese Anforderungen umfassen insbesondere, wie erläutert, eine hohe Förderleistung bei niedrigen Gegendrücken zur schnellen Fahrzeugstabilisierung und eine niedrige Förderleistung bei hohen Gegendrücken zur sicheren Darstellung der Antiblockier-Funktionalität.
Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Lösung zugleich die erforderliche elektrische Leistung des Antriebsraotors der Hydraulikfluidpumpe minimiert werden.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist' das Fördermittel zum Fördern von Hydraulilcfmid mit mindestens einem Förderkolben gestaltet, der in einem Zylinder verschiebbar gelagert ist und dabei zusammen mit dem Zylinder eine Druckkammer definiert, deren Volumen durch das Verschieben des Förderkolbens verändert wird. Das Mittel zum Verändern des Fördervolumens ist dabei bevorzugt als ein Mittel zum (zusätzlichen) Verändern des Volumens der Druckkammer in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks gestaltet. Bei dieser vorteilhaften Lösung wird insbesondere das sich ergebende Volumen der Druckkammer im Vergleich zur herkömmlichen Situation vergrößert bzw. größer gehalten, wenn der Förderkolben Druck aufbaut und dabei ein hoher Gegendruck anliegt. Der Förderkolben fördert dann also weniger Hydraulikfiuid aus der Druckkammer heraus. Liegt hingegen ein geringer Gegendruck an, vergrößert sich beim Aussschieben von Hydraulikfiuid aus der Druckkammer deren Volumen geringer oder gar nicht, so dass entsprechend eine größere Menge an Hydraulikfiuid aus der Druckkammer ausgeschobeα wird.
Erfindungsgemäß ist femer bevorzugt das Mittel zum Verändern des Volumens der Druckkammer in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks als ein Mittel zum Verändern des Hubweges des Förderkolbens in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks gestaltet. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß vorteilhaft mit steigendem Gegendruck das sich ergebende Hubvolumen des Förderkolbens verringert, womit sich im Vergleich zur herkömmlichen Situation das Volumen der Druckkammer vergrößert und damit eine geringere hydraulische Förderleistung ergibt.
Bei einer derart weitergebildeten erfindungsgemäßen Hydraulikfluidpumpe ist ferner bevorzugt ein Exzenterantrieb zum Verschieben des Förderkolbens vorgesehen und das Mittel zum
Verändern des Hubweges des Förderkolbens mittels einer Verstelleirmchtung zum Ändern der Exzentrizität des Exzenterantriebs gestaltet. Die derart in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks veränderbare Exzentrizität des Exzenterantriebs führt zu einer einfachen, wirkungsvollen und zugleich situationsgerechten Anpassung des Fördervolumens des Förderkolbens.
Die Verstelleinrichtung zum Ändern der Exzentrizität des Exzenterantriebs ist bevorzugt mittels eines Lagers des Exzenterantriebs gestaltet, bei dem die Lage des Lagermittelpunkts in radialer Richtung veränderbar ist. Eine derartige Verstellung des Lagermittelpunktes kann kostengünstig und zugleich über die Lebensdauer der zugehörigen Hydraulikfluidpumpe hinweg betriebssicher hergestellt werden.
Bevorzugt ist ferner der Exzenterantrieb mit drei axial verteilt angeordneten Lagern gestaltet, von denen bei zwei Lagern die Lage des Lagermittelpunktes in radialer Richtung veränderbar ist. Die beiden radial versetzbaren Lager fuhren zu der oben erläuterten, erfindungsgemäß beabsichtigen Verstellung des Hubweges des Förderkolbens, während das dritte, radial nicht versetzbaren Lager für die erforderliche Führung des Exzenterantriebs und insbesondere dessen Elektromotor sorgen.
Das Mittel zum Verändern des Fördervolumens des Fördeπnittels ist besonders bevorzugt mit einem elastischen Element gestaltet, welches gegen den Gegendruck des Hydraulikfluids spannbar ist. Durch eine geeignete Auslegung des elastischen Elements kann erreicht werden, dass bei einem definierten Gegendruck keine Förderung mit der Hydraulikfluidpumpe mehr stattfindet und damit selbst bei einer weiteren Erhöhung des Gegendrucks keine Erhöhung des Lastmoments am zugehörigen Antrieb auftritt. Dies führt direkt dazu, dass das erforderliche maximale Anlaufmoment eines zugehörigen Elektromotors geringer ist, so dass entsprechend auch eine geringer elektrische Leistung installiert werden kann.
Das elastische Element ist erfindungsgemäß vorteilhaft mit einem ringförmigen Elastomerbauteil gestaltet, welches insbesondere das mindestens eine Lager radial außen umgibt. Die derartige Weiterbildung ist besonders kostengünstig und montagefreundlich, da die mit dem ringförmigen Elastomerbaüteil sich ergebende Nachgiebigkeit des Exzenterantriebs auch bei dessen Montage von Vorteil ist.
Besonders bevorzugt ist schließlich für jeden Hydraulikbremskreis der zugehörigen Fahrzeugbremsanlage die Verwendung von mindestens zwei Pumpenelementen bzw. Hubkolbenpumpen vorgesehen. Dabei ist mindestens eine der Hubkolbenpumpen als konventionell arbeitende Pumpe gestaltet, mit der dann im Betreib der funktional erforderliche Volumenstrom auch bei hohen Gegendrücken dargestellt werden kann. Damit kann einerseits den Anforderungen der Fahrzeugsteller nach insgesamt wesentlich verringerter Strombelastung des zugehörigen Fahrzeugbordnetzes entsprochen werden, während zugleich die hydraulische 5 Förderleistung bedarfsgerecht dargestellt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der 10 beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:'
Fig. 1 ein Diagramm des Verhältnisses von Förderleistung und Gegendruck bei herkömmlichen Hydraulikflmdpumpen und bei einer erfindungsgemäßen Lösung, Fig. 2 einen stark vereinfachten Längsschnitt eines Ausfuhrungsbeispiels einer 15 erfindungsgemäßen Hydraulikfluidpumpe und
Fig. 3 den Schnitt m - IE in Fig". 2.
Ausführungsfoπn(en) der Erfindung
20 In- Fig. 1 ist, wie oben bereits erläutert, dargestellt, wie mit der erfindungsgemäßen Losung bedarfsgerecht ein sich in Abhängigkeit der Höhe des hydraulischen Gegendrucks veränderndes Fördervolumen eines Fördermittels einer Hydraulikfluidpumpe an einer Fahrzeugbremsanlage bereitgestellt werden kann. Insofern wird im Hinblick auf die Darstellung gemäß Fig. 1 auf obige Erläuterung verwiesen. "25
In Fig. 2 ist eine Hydraulikfluidpumpe 80 dargestellt, welche als wesentliche Bauteil ein Einlassventil 90, eine Einlassleitung 100, einen Zylinder 110 mit einem darin angeordnetem Kolben 120, einen zugehörigen Exzenterantrieb 130, eine Auslassleitung 140 sowie ein Auslassventil 150 umfasst. Das Einlassventil 90, die Einlassleitung 100 und die Auslassleitung
30 140 zusammen mit dem Auslassventil 150 sind dabei derart fluidleitend mit einer vom Zylinder
110 und vom Kolben 120 gebildeten Druckkammer 160 verbunden, dass (nicht dargestelltes) HydrauHkfluid durch ein Bewegen des Kolben 120 im Zylinder 110 in die Druckkammer 160 eingesaugt und aus dieser herausgefordert wird. Der Kolben 120 ist dazu in dem Zylinder 110 axial verschiebbar gelagert, wobei zwischen der Außenseite des Kolbens 120 und der Innenseite 35 des Zylinders 110 eine Hochdruckdichtung 170 angeordnet ist Der Exzenterantrieb 130 ist mit einem Elektromotor 180 gebildet, der eine Motorwelle 190 antreibt. Die Motorwelle 190 ist auf zwei Lagern 200 und 210 drehbar gelagert, einem Loslager (Lager 200, dieses ermöglicht einen Spielausgleich in axialer Richtung) und einem Festlager (Lager 210, dieses lässt keinen Speilausgleich in axialer Richtung zu). Optional ist ein drittes, ebenfalls als Loslager gestaltetes Lager 220 vorgesehen. Auf der Motorwelle 190 ist eine Exzenterscheibe 230 drehfest angeordnet, deren Achse zur Achse der Motorwelle 190 radial versetzt angeordnet ist.
Das Lager 200 (und auch das optionale Lager 220) ist mit einem Lagerinnenring 240 gestaltet (siehe Fig. 3), der auf die Motorwelle 190 aufgeschoben ist. Radial außen von dem
Lagerinnnenring 240 befinden sich über den Umfang des Lagerinnenrings 240 verteilt mehrere Rollkörper 250 in Gestalt von Wälzkörpern, die außenseitig von einem Lageraußenring 260 umgeben sind. Dieser Lageraußenring 260 ist seinerseits radial außen von einem ringförmigen Elastomerbauteil 270 umgeben, das seinerseits von einem Außenring 280 eingefasst ist. Der Außenring 280 dient zum Festlegen des Lagers 200 in einem weiter nicht dargestellten Gehäuse der Hydraulikfluidpumpe 80.
Beim Betrieb des Exzenterantriebs 130 wird (wie auch bei herkömmlichen Hydraulikfluidpumpen) der Kolben 120 in Axialrichtung bewegt und relativ zum Zylinder 110 versetzt. Das Volumen in der Druckkammer 160 wird dabei abwechselnd vergrößert und verkleinert, wodurch Hydraulikfluid durch die Einlassleitung 110 in die Druckkammer 160 eingesaugt und nachfolgend durch die Auslassleitung 140 wieder aus der Druckkammer 160 herausgefordert wird.
Der Kolben 120 bildet also zusammen mit dem Zylinder 110 und dem Exzenterantrieb 130 ein Fördermittel zum Fördern von Hydraulikfluid gegen einen, in einem Teil der Fahrzeugbremsanlage (vorliegend in der Auslassleitung 140 und dem Auslassventil 150) bestehenden hydraulischen Gegendruck. Dabei ist der Kolben 120 gegen die Exzenterscheibe 230 gespannt,, die wie oben erläutert über die Motorwelle 190 mit dem Lager 200 (und optional dem Lager 220) auf dem Elastomerbauteil 270 gelagert ist. Dieses Elastomerbauteil 270 bildet ein Mittel zum Verändern des Fördervolumens dieses Fördermittels in Abhängigkeit der Höhe des hydraulischen Gegendrucks. Das Elastomerbauteil 270 Iässt nämlich einen Versatz des Lageraußenrings 260 relativ zum Außenring 280 bei entsprechender radialer Krafteinwirkung zu. Diese radiale Kraft wirkt auf das Lager 200 (und auch das Lager 220) über die Exzenterscheibe 230 und den Kolben 120 in Abhängigkeit des anstehenden Gegendrucks in der Druckkammer 160 ein. Bei steigendem Gegendruck in der Druckkammer 160 wird der Kolben 120 durch die Nachgiebigkeit des Elastomerbauteils 270 in Richtung auf eine Vergrößerung des Volumens in der Druckkammer 160 versetzt und es reduziert sich damit die hydraulische Förderleistung des Kolbens 120.
Durch eine entsprechende Auslegung des Elastomerbauteils 270 wird erreicht, das ab einem definierten Federweg im Elastomerbauteil 270 keine Förderung von Hydraulikfluid mit dem Kolben 120 mehr stattfindet und damit auch bei weiterer Erhöhung des Gegendrucks keine weitere Erhöhung des Lastmoments mehr auftritt. Vorteilhaft kann dazu auch das Lager 210 mit einem Elastomerbauteil 270 versehen sein. Dies führt direkt dazu, .dass das erforderliche maximale Anlaufmoment des Exzenterantriebs 130 und die dafür erforderliche elektrische Leistung im Vergleich zu konventionellen Lösungen verringert werden kann.
Der funktional erforderliche Volumenstrom in der Fahrzeugbremsanlage bzw. dem der Hydraulikfluidpumpe 80 zugeordneten Bremskreis wird durch eine weitere (nicht dargestellte) Hydraulikfluidpumpe konventioneller Art sichergestellt. Die zugehörige Fahrzeugbremsanlage umfasst daher bevorzugt mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen pro Bremskreis, d.h. insgesamt mindestens vier je gesamtem Hydroaggregat.

Claims

5 Ansprüche
1. Hydraulikfluidpumpe (80) einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Fördermittel (110, 120) zum Fördern von Hydraulikfluid gegen einen in einem Teil (140, 150) der Fahrzeugbremsanlage bestehenden hydraulischen Gegendruck, 0 bei der ein Mittel (270) zum Verändern des Fördervolumens des Fördermittels (110, 120) in Abhängigkeit von der Höhe des hydraulischen Gegendrucks vorgesehen ist.
2. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 1, bei der das Fördermittel (110, 120) mit mindestens einem Förderkolben (120) gestaltet ist, der in5 einem Zylinder (110) verschiebbar gelagert ist und dabei zusammen mit dem Zylinder (110) eine Druckkammer (160) definiert, deren Volumen durch Verschieben des Förderkolbens (120) veränderbar ist, bei dem ferner das Mittel (270) zum Verändern des Fördervolumens des Fördermittels (110, 120) als ein Mittel zum Verändern des Volumens der Druckkammer (160) in Abhängigkeit des 0 hydraulischen Gegendrucks gestaltet ist.
3. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 2, bei dem das Mittel (270) zum Verändern des Volumens der Druckkammer (160) in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks als ein Mittel (270) zum Verändern des 5 Hubweges des Förderkolbens (120) in Abhängigkeit des hydraulischen Gegendrucks gestaltet ist.
4. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 3, bei dem ein Exzenterantrieb (130) zum Verschieben des Förderkolbens (120) vorgesehen ist und 0 das Mittel (270) zum Verändern des Hubweges des Förderkolbens mittels einer
Verstelleinrichtung (270) zum Ändern der Exzentrizität des Exzenterantriebs (130) gestaltet ist.
5. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 4, bei dem die Verstelleinrichtung (270) mittels eines Lagers (200, 210, 220) des Exzenterantriebs S (130) gestaltet ist, bei dem die Lage des Lagermittelpunkts in radialer Richtung veränderbar ist.
6. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 5, bei dem der Exzenterantrieb (130) mit drei axial verteilt angeordneten Lagern (200, 210, 220) gestaltet ist, von denen bei zwei Lagern (200, 220) die Lage des Lagermittelpunktes in radialer Richtung, veränderbar ist.
7. Hydraulikfluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Mittel (270) zum Verändern des Fördervolumens des Fördermittels (110, 120) mit einem elastischen Element (270) gestaltet ist, welches gegen den Gegendruck des Hydraulikfluids spannbar ist.
8. Hydraulikfluidpumpe gemäß Anspruch 7, bei dem das elastische Element (270) mit einem ringförmigen Elastomerbauteil (270) gestaltet ist, welches insbesondere das mindestens eine Lager (200, 210, 220) radial außen umgibt.
9. Fahrzeugbremsanlage mit einer HydrauHkfluidpumpe (80) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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