DE19709778A1 - Electric motor-pump unit for vehicle braking system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektromotor-Pumpenaggregat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electric motor pump unit the features of the preamble of claim 1.
Ein derartiges Elektromotor-Pumpenaggregat für eine Kraft fahrzeugbremsanlage ist grundsätzlich bekannt und umfaßt eine Pumpe mit Bauteilen zur Erzeugung, Steuerung oder Rege lung einer Druckmodulation sowie einen sich an das Gehäuse anschließenden Elektromotor zum Antrieb der Pumpe mit einem drehbar angeordneten Rotor, welcher mit zugeordneten elek trischen und/oder magnetischen Bauelementen zusammenwirkt. Insbesondere Ventile bzw. Ventilteile zur Steuerung der Druckmodulation sind auf der motorabgewandten Seite des Pum pengehäuses angeordnet. Diese Bauweise erfordert einen gro ßen Einbauraum und auch die große Anzahl der notwendigen Bauteile, insbesondere die Anzahl der notwendigen Gehäuse wird als nachteilig angesehen.Such an electric motor pump unit for a force Vehicle brake system is basically known and includes a pump with components for generation, control or control development of a pressure modulation and one to the housing subsequent electric motor to drive the pump with a rotatably arranged rotor, which with assigned elec trical and / or magnetic components cooperates. In particular valves or valve parts for controlling the Pressure modulation are on the side of the pump facing away from the motor pen housing arranged. This design requires a large installation space and also the large number of necessary Components, especially the number of housings required is considered disadvantageous.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gesamte Bauvolumen des Aggregates und insbesondere die Baulängen in axialer und radialer Richtung zu verringern. Ferner soll durch Verringerung der Bauteilanzahl der Herstellungsaufwand und insbesondere die Herstellungskosten gesenkt werden.The object of the present invention is therefore the whole Overall volume of the unit and in particular the overall lengths in reduce axial and radial direction. Furthermore should by reducing the number of components the manufacturing effort and in particular the manufacturing costs can be reduced.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß mindestens ein Bau element und/oder Teile des Bauelementes zur Erzeugung, Steuerung oder Regelung der Druckmodulation in axialer Rich tung im wesentlichen deckungsgleich mit dem Rotor oder mit Teilen des Rotors angeordnet ist. Mit der axial deckungs gleichen Anordnung der Bauelemente ist eine erhebliche Platzeinsparung verbunden.This task is carried out with the characteristic features of the Claim 1 solved in that at least one construction element and / or parts of the component for generation, Control or regulation of the pressure modulation in the axial direction tion essentially congruent with the rotor or with Parts of the rotor is arranged. With the axial coverage same arrangement of components is significant Space savings connected.
Die in den Unteransprüchen der Erfindung aufgezeigten weite ren Merkmale und Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.The width indicated in the subclaims of the invention Ren features and advantages are described below with the help of Drawing explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Schnitt durch das erfindungsgemäße Elektromotor-Pum penaggregat entlang der Linie I-I in Fig. 5; Fig. 1 section through the electric motor-Pum penaggregat along the line II in Fig. 5;
Fig. 2 Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 5; Fig. 2 section along the line II-II in Fig. 5;
Fig. 3 Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 5; Fig. 3 section along the line III-III in Fig. 5;
Fig. 4 Schnitt wie in Fig. 1 durch ein abgewandeltes Aus führungsbeispiel; Fig. 4 section as in Figure 1 by a modified example from management.
Fig. 5 schematischer Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1. Fig. 5 shows a schematic section along the line VV in FIG. 1.
Die Figuren zeigen schematisch ein Elektromotor-Pumpenaggre gat zur Bremsdruckmodulation bei einer Kraftfahrzeug-Brems anlage. Das Aggregat 1 umfaßt ein Gehäuse 2 sowie Bauteile zur Erzeugung, Steuerung oder Regelung einer Druckmodula tion. Zu diesen Bauteilen gehört beispielsweise eine in dem Inneren des Gehäuses 2 angeordnete Hydraulikpumpe 3, welche Pumpenkolben 4 aufweist, die in dem Gehäuse 2 bewegbar ge führt angeordnet sind und in eine Ausnehmung 5 ragen, in die eine Motorwelle 6 mit einem Exzenter 7 eingreift. Der Exzen ter 7 beaufschlagt die Pumpenkolben 4 und führt bei Drehbe wegung der Motorwelle 6 zu Hubbewegungen der Pumpenkolben 4. Das Gehäuse 2 verfügt in seinem Inneren ferner über nicht dargestellte Hydraulikkanäle. Der Steuerung bzw. Regelung der Druckmodulation dienen ferner noch hydraulisch wirksame und elektrisch betätigbare Ventile 8, 9 mit einem Schaft 10 und Ventilspulen 11 sowie Hydraulikspeicher 12. Die Ventile 8, 9 befinden sich an einer Seite 13 des Gehäuses 2, und auf derselben Seite 13 befindet sich auch ein Elektromotor 14 zum Antrieb der Hydraulikpumpe 3.The figures schematically show an electric motor pump unit gat for brake pressure modulation in a motor vehicle brake system. The unit 1 comprises a housing 2 and components for generating, controlling or regulating a pressure modulation. These components include, for example, an arranged in the interior of the housing 2 hydraulic pump 3 , which has pump pistons 4 , which are arranged in the housing 2 movable GE leads and protrude into a recess 5 into which a motor shaft 6 engages with an eccentric 7 . The Exzen ter 7 acts on the pump piston 4 and leads to rotary movements of the motor shaft 6 to stroke movements of the pump piston 4th The housing 2 also has hydraulic channels, not shown, in its interior. The control and regulation of the pressure modulation also serve hydraulically active and electrically actuable valves 8 , 9 with a shaft 10 and valve coils 11 and hydraulic accumulator 12 . The valves 8 , 9 are located on one side 13 of the housing 2 , and on the same side 13 there is also an electric motor 14 for driving the hydraulic pump 3 .
Der Elektromotor 14 umfaßt ein Motorengehäuse 15 und der drehbar zu dem Motorengehäuse 15 angeordnete Rotor 16 wird gebildet aus der Motorwelle 6 sowie auf dieser drehfest an geordneter Wicklungen 17 und einem zugeordneten Kommutator 18, der der elektrischen Versorgung der Wicklungen 17 dient. Ferner sind Kohlebürsten vorgesehen, welche den Kommutator 18 federnd beaufschlagen. Wie die Fig. 1 zeigt, ist der Elektromotor 14 quasi an das Gehäuse 2 angeflanscht und greift mit seiner Motorwelle 6 in die Ausnehmung 5 mit den Pumpenkolben 4 ein. Ferner ist die Motorwelle 6 mit einem Lager 19 in einer Bohrungsstufe 20 des Gehäuses 2 gelagert. Ein weiteres Lager 21 ist in einer napfförmigen Vertiefung 22 des topfförmigen Motorengehäuses 15 vorgesehen und dient der Abstützung des Wellenendes 23. Ferner sind an der Innen seite der Wandung 24 des Motorengehäuses 15 Permanentmagne ten 25, 26 befestigt.The electric motor 14 comprises a motor housing 15 and the rotor 16 , which is arranged rotatably with respect to the motor housing 15 , is formed from the motor shaft 6 as well as rotatably on the arranged windings 17 and an associated commutator 18 , which serves for the electrical supply of the windings 17 . Carbon brushes are also provided, which act resiliently on the commutator 18 . As shown in FIG. 1, the electric motor 14 is virtually flanged to the housing 2 and engages with its motor shaft 6 in the recess 5 with the pump piston 4 . Furthermore, the motor shaft 6 is supported with a bearing 19 in a bore 20 of the housing 2 . Another bearing 21 is provided in a cup-shaped recess 22 of the cup-shaped motor housing 15 and serves to support the shaft end 23 . Furthermore, 15 permanent magnets 25 , 26 are attached to the inner side of the wall 24 of the motor housing.
Wie die Fig. 2 zeigt, sind mehrere Bauelemente zur Erzeu gung, Steuerung oder Regelung der Druckmodulation in axialer Richtung 27 im wesentlichen deckungsgleich mit dem Rotor 16 oder mit Teilen des Rotors 16 angeordnet. Diese Bauelemente oder Teile dieser Bauelemente befinden sich also in axialer Richtung 27 innerhalb einer kreisförmigen Fläche, deren Durchmesser von der Außenseite 28 des Rotors 16 beschrieben wird. Der entsprechende Flugkreis 29 des Rotors 16 ist in Fig. 5 in der Schnittebene gestrichelt angedeutet. Wie die ser Fig. entnehmbar ist, befinden sich zwei Ventile 8 mit ihren Ventilspulen 11 vollständig innerhalb einer von dem Flugkreis 29 beschriebenen Fläche. Ferner befinden sich Hy draulikspeicher 12 zumindest teilweise innerhalb der durch den Flugkreis 29 beschriebenen Fläche.As shown in FIG. 2, several components for generating, controlling or regulating the pressure modulation in the axial direction 27 are arranged substantially congruently with the rotor 16 or with parts of the rotor 16 . These components or parts of these components are thus located in the axial direction 27 within a circular area, the diameter of which is described by the outside 28 of the rotor 16 . The corresponding flight circle 29 of the rotor 16 is indicated by dashed lines in the sectional plane in FIG. 5. As can be seen in this FIG., There are two valves 8 with their valve coils 11 completely within an area described by the flight circle 29 . Furthermore, there are hy draulic memory 12 at least partially within the area described by the flight circle 29 .
Ferner verdeutlichen die Fig. 2 und 3 schematisch, daß Bau elemente zur Erzeugung, Steuerung oder Regelung der Druckmo dulation in radialer Richtung 30 im wesentlichen deckungs gleich mit dem Rotor 16 oder mit Teilen des Rotors 16 an geordnet sind. Den Fig. ist entnehmbar, daß die Bauelemente bzw. die Teile der Bauelemente zur Erzeugung, Steuerung oder Regelung der Druckmodulation innerhalb der Radialebene des Kommutators 18 liegen. Durch diese Maßnahmen wird der radial außerhalb des Kommutators sowie axial innerhalb des Flug kreises 29 des Rotors zur Verfügung stehende Raum 31 ge nutzt. Der Raum 31 wird nach radial außen von der Wandung 24 des Motorengehäuses 15 begrenzt. In axialer Richtung 27 wird der Raum 31 von der Oberseite 32 des Gehäuses 2 begrenzt. Wie die Figuren ferner zeigen, ist der Raum 31 rotorseitig von einem Lagerschild 33 begrenzt, welcher die Ventile 8, 9 übergreift und diese vor thermischer Beanspruchung durch Wärmeentwicklung der Kohlebürsten 35, 36 schützt. Zur ver besserten Wärmeabführung können die Kohlebürsten zusätzlich mit Leitblechen versehen werden, die die Abwärme dem Moto rengehäuse 15 zuführen. Bei der gezeichneten Ausführungsform der Erfindung sind die Ventile 8, 9 mit ihrer Achse 52 par allel zu der Motorwelle 6 angeordnet, so daß deren Montage in axialer Richtung parallel zu der Motorwelle 6 erfolgen kann. Der Lagerschild 33 verfügt über einen Flansch 34, wel cher das Lager 19 teilweise umgreift. Die Kohlebürsten 35, 36 sind in radialer Richtung 30 bewegbar an dem Lagerschild 33 geführt und beaufschlagen den Kommutator 18 federnd. Der elektrischen Kontaktierung der Kohlebürsten 35, 36 dienen gemäß Fig. 1 elektrische Versorgungselemente 37, welche axi al durch den Lagerschild 33 geführt sind, den Raum 31 zu mindest teilweise durchgreifen und das Gehäuse 2 vollständig durchgreifen, und auf der anderen, thermisch kühlen Seite 38 des Gehäuses 2 in eine Elektronikeinheit 39 eingesteckt sind. Der Energieversorgung sowohl der Elektronikeinheit 39 wie auch der Kohlebürsten 35, 36 und der Verbindung zum Kraftfahrzeug-Bordnetz dient ein schematisch gezeichnetes Steckerterminal 40 an der Elektronikeinheit 39. Es versteht sich, daß es bei thermischer Beanspruchung durch die Ventil spulen und den Elektromotor von besonderem Vorteil sein kann, eine Leiterplatte 45 mit elektronischen Bauelementen 46 auf der kühlen Seite 38 des Gehäuses 2 anzuordnen, damit die Wärmeentwicklung der Ventilspule und des Elektromotors bei langen Betätigungszeiten keine Beschädigung hervorrufen.Further, FIGS. 2 and 3 schematically illustrate that construction elements for generating, controlling or regulating the Druckmo dulation in the radial direction 30 substantially equal coverage with the rotor 16 or with parts of the rotor 16 are ordered on. It can be seen from the figures that the components or the parts of the components for generating, controlling or regulating the pressure modulation lie within the radial plane of the commutator 18 . Through these measures, the radially outside of the commutator and axially within the flight circle 29 of the rotor available space 31 is used. The space 31 is delimited radially outwards by the wall 24 of the motor housing 15 . In the axial direction 27 , the space 31 is delimited by the upper side 32 of the housing 2 . As the figures also show, the space 31 is delimited on the rotor side by a bearing plate 33 which engages over the valves 8 , 9 and protects them from thermal stress due to the heat generated by the carbon brushes 35 , 36 . For ver improved heat dissipation, the carbon brushes can also be provided with baffles that supply the waste heat to the motor housing 15 . In the illustrated embodiment of the invention, the valves 8 , 9 are arranged with their axis 52 par allel to the motor shaft 6 , so that they can be mounted in the axial direction parallel to the motor shaft 6 . The end shield 33 has a flange 34 , which cher partially encompasses the bearing 19 . The carbon brushes 35 , 36 are guided on the bearing plate 33 so as to be movable in the radial direction 30 and act on the commutator 18 in a resilient manner. The electrical contacting of the carbon brushes 35 , 36 are used according to FIG. 1, electrical supply elements 37 , which are guided axi al through the end shield 33 , reach through the space 31 at least partially and reach through the housing 2 completely, and on the other, thermally cool side 38 of the housing 2 are inserted into an electronics unit 39 . A schematically drawn connector terminal 40 on the electronics unit 39 serves to supply power to both the electronics unit 39 and the carbon brushes 35 , 36 and the connection to the motor vehicle electrical system. It goes without saying that it can coil with thermal stress through the valve and the electric motor can be particularly advantageous to arrange a circuit board 45 with electronic components 46 on the cool side 38 of the housing 2 , so that the heat development of the valve coil and the electric motor with long actuation times cause no damage.
Die Figuren zeigen Ausführungsformen, bei denen die Leiter platte 45 auf die motorseitige Oberseite 32 des Gehäuses 2 aufgebracht ist. Die Leiterplatte 45 ist mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 46 bestückt ist, bei denen es sich einerseits um Entstörmittel wie beispielsweise Spulen oder Kondensatoren handeln kann. Andererseits ist es auch möglich, die Leiterplatte 45 mit Halbleiterelementen zu bestücken, welche der Datenverarbeitung und der Steuerung und Regelung der Druckmodulation dienen. Die Leiterplatte 45 ist also in dem Raum 31 angeordnet und befindet sich mittel bar oder unmittelbar auf der Oberseite 32 des Gehäuses 2. Vorzugsweise befindet sich zwischen der Leiterplatte 45 und der Oberseite 32 wenigstens ein Distanzelement 47, welches auch der thermischen Ankoppelung und damit der Nutzung des Gehäuses 2 als Kühlkörper dient. Die von den elektronischen Bauelementen 46 erzeugte Wärme wird dadurch in das Gehäuse 2 eingeleitet. Gleichzeitig entsteht zwischen Leiterplatte 45 und Oberseite 32 des Gehäuses 2 ein Spalt 48, welcher es ermöglicht, beispielsweise Kontaktelemente 49 für die Kohle bürsten 35, 36 elektrisch leitend in Ausnehmungen der Leiter platte 45 einzustecken, weil der Spalt 48 Freiraum für über stehende Steckelemente bietet. Grundsätzlich gleiches gilt für elektrische Anschlußstücke 50 der Ventile 8, 9, welche lötfrei in Ausnehmungen der Leiterplatte 45 eingesteckt wer den können. Durch diese Maßnahme entfällt das arbeitsaufwen dige, einzelne Verlöten oder Verschweißen der Bauteile auf der Leiterplatte 40. Zu berücksichtigen ist hierbei insbe sondere, daß eine Schwallötung aufgrund der hoch empfindli chen Bauteile in keinem Falle in Betracht kommt. Wesentlich ist jedoch, daß mit der Anordnung der Bauteile und Schalt kreise für die Regelelektronik auf der Leiterplatte 45 in nerhalb des beschriebenen Einbauraumes ein gesondertes Ge häuse für die Elektronikeinheit 39 auf der anderen, motor abgewandten Seite 38 entfallen kann.The figures show embodiments in which the circuit board 45 is applied to the motor-side upper side 32 of the housing 2 . The circuit board 45 is equipped with electrical and / or electronic components 46 , which on the one hand can be interference suppression means such as coils or capacitors. On the other hand, it is also possible to populate the circuit board 45 with semiconductor elements which are used for data processing and for the control and regulation of the pressure modulation. The circuit board 45 is thus arranged in the space 31 and is located in the middle bar or directly on the upper side 32 of the housing 2 . Preferably, there is at least one spacer 47 between the circuit board 45 and the top 32 , which also serves for the thermal coupling and thus the use of the housing 2 as a heat sink. The heat generated by the electronic components 46 is thereby introduced into the housing 2 . At the same time, a gap 48, which makes it possible, for example, contact elements 49 45 and top surface 32 is formed between the circuit board of the housing 2 for the carbon brushes 35, 36 electrically conductive plate insert 45 in recesses of the conductor, because the gap has 48 free space for projecting plug-in elements. Basically the same applies to electrical connectors 50 of the valves 8 , 9 , which can be inserted into the recesses in the circuit board 45 without soldering. This measure eliminates the labor-intensive individual soldering or welding of the components on the printed circuit board 40 . It should be noted here in particular that wave soldering is not an option due to the highly sensitive components. It is essential, however, that with the arrangement of the components and circuits for the control electronics on the circuit board 45 within the described installation space, a separate Ge housing for the electronics unit 39 on the other, motor 38 side can be omitted.
Wie Fig. 4 zeigt, übergreift die Wandung 24 des Motoren gehäuses 15 einen Rand 51 der Leiterplatte 45, welcher bis unmittelbar an die Wandung 24 reicht. Zur Abdichtung des Aggregates kann es nun vorgesehen sein, daß ein Dichtungs element derart in den Spalt 48 zwischen Leiterplatte 45 und Oberseite 32 des Gehäuses 2 eingebracht ist, daß es ela stisch und flüssigkeitsdicht zwischen Distanzelement 47, Wandung 24 und Oberseite 32 anliegt.As shown in FIG. 4, the wall 24 of the motor housing 15 overlaps an edge 51 of the printed circuit board 45 , which extends directly to the wall 24 . To seal the unit, it can now be provided that a sealing element is introduced into the gap 48 between the circuit board 45 and the top 32 of the housing 2 such that it rests ela stically and liquid-tight between the spacer 47 , wall 24 and top 32 .
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |