Titel

Hydropumpenaggregat für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage Die Erfindung betrifft ein Hydropumpenaggregat für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Sie dient einem Druckaufbau während einer Schlupfregelung oder auch zu einer Fremdkraftbremsung und zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus Radbremsen während oder nach einer Schlupfregelung. Schlupfregelungen sind eine Bremsblockierschutzregelung, eine Antriebsschlupfregelung und/oder eine Fahrdynamikregelung, wobei letztere umgangssprachlich auch als Schleuderschutz- reglung bezeichnet wird. Übliche Abkürzungen für derartige Regelungen sind ABS, ASR, FDR und ESP. Des weiteren betrifft die Erfindung eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem derartigen Hydropumpenaggregat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9 und ein Herstellungsverfahren bzw. eine Zentrierung eines Rotors in einem Stator eines Elektromotors des Hyd- ropumpenaggregats mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.

Stand der Technik

Heutzutage üblich sind in schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen Kolbenpumpen mit einem Pumpenelement je Bremskreis, bei typischerweise zwei Bremskreisen, also eine Kolbenpumpe mit zwei Pumpenelementen. Die Pumpenelemente sind in Boxeranordnung gleichachsig beiderseits eines zwi- sehen ihnen angeordneten Exzenters angeordnet. Der Exzenter ist mit einem

Elektromotor drehend antreibbar, seine Achse verläuft radial zu den Pumpenelementen. Pumpenkolben liegen miteinander zugewandten Stirnenden außen am Umfang des Exzenters an und werden bei einer Drehbewegung des Exzenters zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung angetrieben, durch die sich in an sich bekannter Weise Bremsflüssigkeit fördern. Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Hydropumpenaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Antriebsmotor, insbesondere einen Elektromotor, eine Kolbenpumpe und ein Schraubgetriebe auf, das eine rotierende Abtriebsbewegung des Antriebsmotors in eine translatorische Antriebsbewegung der Kolbenpumpe wandelt. Die Erfindung ermöglicht ein kompaktes Hydropum- penaggregat, das als Baugruppe vormontierbar und vor deren Funktionsfähigkeit vor einem Ein- bzw. Anbau beispielsweise einen Hydraulikblock geprüft werden kann. Das Schraubgetriebe ermöglicht einen langen Hub der Kolbenpumpe unabhängig von einer Getriebeübersetzung und über eine Steigung des Schraubgetriebes eine Wahl der Getriebeübersetzung.

Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Eine kompakte Bauweise mit guter Bauraumnutzung ermöglicht der Anspruch 6, der einen Elektromotor in Bauform eines Hohlwellenmotors als Antriebsmotor des erfindungsgemäßen Hydropumpenaggregats vorsieht. Das Schraubgetriebe ist in der Hohlwelle des Elektromotors angeordnet, wobei es aus der Hohlwelle vorstehen, d.h. axial über den Elektromotor überstehen kann. Die Hohlwelle des Elektromotors kann als Motor des Schraubgetriebes ausgebildet sein (Anspruch 7).

Anspruch 2 sieht vor, dass ein Teil des Schraubgetriebes, das sich beim Antrieb des Schraubgetriebes translatorisch bewegt, einen Kolben der Kolbenpumpe aufweist. Es kann eine Mutter oder dgl. des Schraubgetriebes rotierend angetrie- ben und eine Spindel des Schraubgetriebes sich translatorisch bewegen, was an sich vorgesehen ist, oder umgekehrt die Spindel rotierend angetrieben werden, wodurch sich die Mutter oder dgl. des Schraubgetriebes translatorisch bewegt. In ersterem Fall ist die Spindel und in letzterem Fall die Mutter das sich beim Antrieb translatorisch bewegende Teil des Schraubgetriebes. In ersterem und an sich vorgesehenen Fall der sich translatorisch bewegenden Spindel des

Schraubgetriebes kann die Spindel einen Kolben der Kolbenpumpe aufweisen oder auch die Spindel, insbesondere ein Ende der Spindel als Kolben der Kolbenpumpe ausgebildet sein. Eine rotierend angetriebene Spindel in Verbindung mit einer sich translatorisch bewegenden Mutter ist allerdings erfindungsgemäß ebenfalls möglich.

Gegenstand des Anspruchs 9 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydropumpenaggregat der vorstehend erläuterten Art.

Der Anspruch 10 ist auf eine Zentrierung eines Rotors eines Elektromotors des Hydropumpenaggregats zu einer präziesen Einstellung eines über einen Umfang gleichmäßigen Luftspalts zwischen Rotor und einem Stator gerichtet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten

Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Hydropumpenaggregat gemäß der Erfindung im Achsschnitt.

Ausführungsform der Erfindung

Das in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Hydropumpenaggregat 1 weist einen Elektromotor 2 als Antriebsmotor, ein Schraubgetriebe 3 und eine Kolbenpumpe 4 auf. Der Elektromotor 2 weist einen Stator 5 mit Statorwicklungen auf, die in einem topfförmigen Motorgehäuse 6 angeordnet sind, das auch als Poltopf bezeichnet werden kann. Der Elektromotor 2 ist als

Hohlwellenmotor ausgebildet, er weist eine rohrförmige Hohlwelle 7 mit Permanentmagneten 8 auf ihrer Außenseite auf. Die Hohlwelle 7 mit den Permanentmagneten 8 bildet einen Rotor des Elektromotors 2. Das Schraubgetriebe 3 weist einen Kugelgewindetrieb 9 mit einer Hohlspindel 10 und einer Mutter 1 1 auf, die von der Hohlwelle 7 des Elektromotors 2 gebildet wird. Das Schraubgetriebe 3 ist koaxial in der Hohlwelle 7 des Elektromotors 2 angeordnet und steht nur in der dargestellten, rückgezogenen Stellung nur auf einer Seite etwas aus dem Rotor vor. Zur Ausbildung als Mutter 1 1 weist die Hohlwelle 7 innen eine schraubenlinienförmige Rille auf, wie es von Kugelgewindetrieben bekannt ist, in der Kugeln 12 einhegen. Die Kugeln 12 liegen in einer ebenfalls schraubenlinienförmigen Nut der Hohlspindel 10 ein, so dass bei einer Drehung der Hohlwelle 7, die die Mutter 1 1 des Kugelgewindetriebs 9 bildet, die Hohlspindel 10 axial verschoben wird.

An dem Ende, das aus dem Rotor vorsteht, weist die Hohlspindel einen Kolben 13 auf. Der Kolben 13 ist als rohrförmiger, auf einer Seite offener Hohlkolben ausgebildet, dessen geschlossene Seite mit einer Schraube 14, die in der Hohlspindel 10 angeordnet ist, am Stirnende der Hohlspindel 10 befestigt ist. Die offene Seite des Kolbens 13 ist dem Schraubgetriebe 3 zugewandt, der Kolben 13 umschließt die Mutter 1 1 des Kugelgewindetriebs 9. Zwischen dem Kolben 13 und der Mutter 1 1 besteht ein Ringspalt, so dass die Mutter 1 1 im Kolben 13 drehbar ist.

Der Kolben 13 taucht ein kurzes Stück in einen rohrförmigen Zylinder 15 ein, in den er durch Drehantrieb des Elektromotors 2 hinein verschiebbar ist. Der Kolben 13 und der Zylinder 15 sind koaxial zum Schraubgetriebe 3 und zum Elektromotor 2.

Der Zylinder 15 ist in einer zylindrischen Ansenkung in einem Hydraulikblock 17 aufgenommen, die hier als Zylinderbohrung 16 bezeichnet werden wird. In einen Grund der Zylinderbohrung 16 mündet eine Anschlussbohrung, in die im Ausführungsbeispiel ein Rückschlagventil 18 eingepresst ist.

Der Hydraulikblock 17 ist ein von Schlupfregelungen hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen an sich bekanntes Bauteil, er ist üblicherweise ein flaches, quaderförmiges Bauteil aus Metall, insbesondere aus Aluminium, in dem Ansenkungen und Sacklöcher als Aufnahmen für und zum Einbau von hydraulischen Bauelementen einer Schlupfregelung angebracht sind. Solche Bauelemente sind beispielsweise Hydropumpen, Magnetventile, Hydrospeicher usw.. Durch Bohrungen sind im Hydraulikblock 17 die hydraulischen Bauelemente hydraulisch miteinander verschaltet. In der Zeichnung sind dem Elektromotor 2 gegenüber Magnetventile 19 zu sehen, deren Spulen aus dem Hydraulikblock 17 vorstehen. Die Magnetventile 19 sind mit einem Deckel 20 abgedeckt. Außerhalb des Hydraulikblocks 17 weist der Zylinder 15 eine Schnüffelbohrung

21 am Umfang auf, wie sie von Hauptbremszylindern bekannt ist. In der darge- stellten zurückgezogenen Stellung ist die Schnüffelbohrung 21 nicht vollständig vom Kolben 13 überdeckt, so dass ein Innenraum des Zylinders 15 mit durch die Schnüffelbohrung 21 und Verbohrungen im Hydraulikblock 17 mit einem nicht dargestellten Hauptbremszylinder oder einem nicht dargestellten Bremsflüssig- keitsvorratsbehälter der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage kommuniziert. Wird der Kolben 13 in den Zylinder 15 hinein verschoben, überfährt er zu Beginn seiner Verschiebung die Schnüffelbohrung 21 und trennt dadurch, wie es von Hauptbremszylindern bekannt ist, den Innenraum des Zylinders 15 von dem Hauptbremszylinder oder dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter. Durch weitere Verschiebung des Kolbens 13 in den Zylinder 15 hinein verdrängt der Kolben 13

Bremsflüssigkeit durch den Anschluss 18 aus dem Zylinder 15. Bei einer Rück- bewegung saugt der Kolben 13 Bremsflüssigkeit wieder in den Zylinder 15 hinein.

Abgedichtet ist der Kolben 13 mit zwei Manschettendichtungen 22, 23, die axial zum Zylinder gesehen beiderseits der Schnüffelbohrung 21 angeordnet sind. Die eine Manschettendichtung 22 dichtet den Kolben 13 immer ab, die andere Manschettendichtung 23 wird vom Kolben 13 nach dem Überfahren der Schnüffelbohrung 21 überfahren, diese Manschettendichtung 23 dichtet gegen Hochdruck zwischen dem Kolben 13 und dem Zylinder 15 ab, wenn der Kolben 13 in den Zylinder 15 hineinverschoben wird.

Der Kolben 13 ist im Zylinder 15 axial verschieblich geführt. Über den Kolben 13, die Hohlspindel 10, an deren Stirnende der Kolben 13 befestigt ist, und die Kugeln 12 des Kugelgewindetriebs 9 ist die Hohlwelle 1 1 des Elektromotors 2 an ihrem zylinderseitigen Ende gelagert. An einem zylinderabgewandten Ende ist die Hohlwelle 1 1 mit einem Drehlager, im Ausführungsbeispiel einem Schrägkugellager 24 drehbar gelagert, das in ihr Ende eingepresst ist. Das Schrägkugellager 24 ist auf einen Führungsstift 25 aufgepresst, der an einer hier als Gehäuseboden 26 bezeichneten geschlossenen Seite des topfförmigen Motorgehäuses 6 befestigt ist. Mit einer Mutter 27, die von außen auf ein Gewinde des Führungsstifts 25 aufgeschraubt ist, wird der Führungsstift 25 am Gehäuseboden 26 befestigt, nachdem er koaxial zum Zylinder 15 ausgerichtet worden ist. In dem Teil, der in die Hohlspindel 10 ragt, ist der Führungsstift 25 als Sechskant ausgebildet und wirkt mit einem Innensechskant der Hohlspindel 10 zusammen, die dadurch mittels Formschluss axial verschieblich und drehfest auf dem Führungs- stift 25 gehalten und geführt ist. Über ein Axial-Nadellager 28 stützt sich die Hohlwelle 1 1 des Elektromotors 2 axial innen am Gehäuseboden 26 des Motorgehäuses 6 ab. Der Führungsstift 25 weist eine Gleitlagerbuchse aus Kunststoff zur Gleitlagerung und axial verschieblichen Führung der Hohlwelle 10 auf.

Gegen einen Druck, den der Kolben 13 erzeugt, wenn er in den Zylinder 15 hinein bewegt wird, stützt sich der Kolben 13 axial an der Hohlspindel 10 ab, an deren Stirnende er befestigt ist. Die Hohlspindel 10 überträgt die Axialkraft über die Kugeln 12 des Kugelgewindertriebs 12 auf die Hohlwelle 1 1 des Elektromotors 2. Diese stützt sich axial über das Axial-Nadellager 28 am Gehäuseboden 26 des den Poltopf bildenden Motorgehäuses 6 ab, das an seiner offenen, dem Hydraulikblock 17 zugewandten Seite einen Flansch 29 aufweist, an dem es mit Schrauben 30 an dem Hydraulikblock 17 befestigt ist. Auf diese Weise ist ein Kraftübertragunsweg geschlossen.

Bei einer Axialbewegung verändert sich ein Luftvolumen in der der Hohlspindel 10. Ein Innenraum der Hohlspindel 10 kommuniziert durch den Führungsstift 25, der zu diesem Zweck ein axiales Durchgangsloch aufweist, mit einem Innenraum eines Kunststoffdeckels 31 , der auf den Gehäuseboden 26 des Motorgehäuses 6 aufgesetzt ist. Durch in der Zeichnung nicht sichtbare Öffnungen im

Gehäuseboden 26 kommuniziert der Innenraum des Kunststoffdeckels 31 mit einem Innenraum des Motorgehäuses 6, so dass der Innenraum der Hohlspindel 10 be- und entlüftet ist und ein Druckausgleich für das sich ändernde Luftvolumen in der Hohlspindel 10 gewährleistet ist.

Zum Zentrieren der Hohlwelle 7, die mit den Permanentmagneten 8 den Rotor des Elektromotors 2 bildet, im Stator 5 werden vor dem Aufsetzen des Kunststoffdeckels 31 auf den Gehäuseboden 26 des Motorgehäuses 6 und vor dem Festziehen der Mutter 27, mit der der Führungsstift 25 am Gehäuseboden 26 be- festigt ist, drei oder mehr Lehren 32 gleich oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt durch Öffnungen im Gehäuseboden 26 in einen Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator 5 gesteckt. Die Lehren 32 bilden Abstandshalter, mit denen der Rotor im Sator 5 zentriert wird, so dass der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator 5 über den Umfang exakt die gleiche Breite aufweist. Das Ermöglicht einen schmalen Luftspalt, der für einen hohen Wirkungsgrad des Elektromotors 2 wichtig ist. Nach dem Zentrieren wird die Mutter 27 festgezogen und anschließend werden die Lehren 32 herausgezogen.

Der Elektromotor 2, das Schraubgetriebe 3, der Kolben 13 und der Zylinder 15 bilden eine Baugruppe, die vormontiert und deren Funktionsfähigkeit geprüft wird, bevor sie am Hydraulikblock 17 befestigt wird.