Ferner betrifft die Erfindung eine derartige Motor- /Pumpeneinheit.

Die Motor-/Pumpeneinheit dient zum Fördern von Bremsfluid zu und von Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage, um diese Radbrem- sen zu betätigen bzw. zu lösen. Derartige Fahrzeugbremsanla- gen werden auch als elektrohydraulische Bremsanlagen bezeich- net, die im sogenannten Antiblockier-, Antischlupf-oder Fahrdynamikregelbetrieb betrieben werden können. Die Motor- /Pumpeneinheit kann unmittelbar an einer Radbremse eines Fahrzeugs angeordnet sein, oder als zentrales Versorgungsor- gan für mehrere Radbremsen dienen.

Stand der Technik Aus der US 4 435 021 A ist ein Bremssystem mit einem Fahr- zeugbremsaktuator bekannt, bei dem ein Elektromotor eine ortsfest angebrachte Statorwicklung und einen darin drehbar angebrachten Läufer aufweist. Der Läufer trägt mehrere Axial- kolben, die sich an einer geneigten Endfläche abstützen und mit dieser eine Schrägscheibenpumpe bilden. Im Betrieb der Schrägscheibenpumpe tritt an den Axialkolben Bremsfluid aus, das den Läufer umspült. Das Bremsfluid tritt auch in einen Spalt zwischen Statorwicklung und Läufer, führt dort zu einem hohen Fluidreibungswiderstand und verringert den magnetischen Fluß zwischen Statorwicklung und Läufer. Der Elektromotor weist daher eine geringe Dynamik, d. h. ein schlechtes Anlauf- und Ansprechverhalten auf.

Der Erfindung zugrundeliegendes Problem Aufgabe der Erfindung ist es das oben genannte Problem zu be- heben und insbesondere eine Fahrzeugbremsanlage mit einer Mo- tor-/Pumpeneinheit zu schaffen, die Bremsfluid hochdynamisch zu fördern vermag.

Erfindungsgemäße Lösung Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Fahrzeugbremsanla- ge mit einer Motor-/Pumpeneinheit gelöst, die die oben ge- nannten Merkmale aufweist und derart weitergebildet ist, daß der Motorstator und mindestens ein zum Motorstator gerichte- ter Abschnitt des Motorläufers einen elektromagnetischen Be- reich definieren, mindestens die Pumpe einen hydraulischen Bereich definiert, und mindestens ein Dichtelement vorgesehen ist, das den elektromagnetischen Bereich von dem hydrauli- schen Bereich fluiddicht trennt.

Das erfindungsgemäß angeordnete Dichtelement trennt den Mo- torstator und den ihm zugewandten Abschnitt des Motorläufers vom hydraulischen Bereich der Pumpe ab, in dem sich Brems- fluid befindet. Dadurch kann in den Spalt zwischen Motorsta- tor und Motorläufer kein Bremsfluid gelangen. Im Spalt ent- steht daher kein Fluidreibungswiderstand und die Dynamik des Elektromotors ist erheblich vergrößert. Mit dieser Maßnahme wird auch der Wirkungsgrad des Elektromotors erhöht. Es ist eine regeloptimierte Kombination von Elektromotor und Pumpe geschaffen. Ferner ist der elektromagnetische Bereich vom hy- draulischen Bereich fluiddicht getrennt, so daß kein Schmutz in den elektromagnetischen Bereich gelangen kann. Verschmut- zung und Beschädigung des Motorstators, beispielsweise durch aggressives Bremsfluid, sind damit sicher verhindert. Der Elektromotor und die Pumpe sind dabei besonders kompakt in sogenannter Cartridge-Bauweise gestaltet. Es können auch meh- rere Pumpen vom Motorläufer insbesondere radial umgeben sein, um beispielsweise für jede Radbremse eine eigene Druckquelle bereitzustellen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß auch mit einer derartigen Mo- tor-/Pumpeneinheit gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen Die Fahrzeugbremsanlage ist vorteilhaft so weitergebildet, daß sich zwischen dem Motorstator und dem Motorläufer nur ein Luftspalt befindet. Bei dem in der US 4 435 021 A beschriebe- nen Fahrzeugbremsaktuator befindet sich der gesamte Motorläu- fer im hydraulischen Bereich. Daher ist die Motorwicklung in- nen von einer Trennwand umgeben, die sie vom hydraulischen Bereich und auch vom Motorläufer abgrenzt. Bei der erfin- dungsgemäßen Lösung kann auf diese Trennwand hingegen ver- zichtet werden. Der Abstand zwischen dem Motorstator und dem Motorläufer kann daher sehr klein gestaltet werden. Der Elek- tromotor weist dadurch einen zusätzlich höheren Wirkungsgrad und ein weiter verbessertes Ansprech-und Anlaufverhalten auf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Motorsta- tor in einem Gehäuse ortsfest angebracht ist, und das Dichte- lement ringförmig zwischen dem Motorläufer und dem Gehäuse ausgebildet ist. Bei dieser besonders einfachen Gestaltung der Erfindung kann als Dichtelement ein herkömmlicher, preis- günstiger Dichtring verwendet werden, der aus einem großen Sortiment ausgewählt werden und daher besonders gut auf die zu lösende Dichtungsaufgabe abgestimmt sein kann.

Bei einer vorteilhaft weitergebildeten Fahrzeugbremsanlage ist der Motorläufer im Gehäuse um eine Drehachse drehbar mit- tels zwei Lagern abgestützt, die an den axialen Endbereichen des Motorläufers angeordnet sind. Die Lager ermöglichen eine präzise Führung des Motorläufers, wobei dessen Position unab- hängig von der Pumpe eingestellt werden kann.

Der Motorläufer ist vorteilhaft im wesentlichen becherförmig gestaltet und umfaßt an seinem Boden eine koaxial angebrachte und mitnehmend verbundene Antriebswelle zum Antreiben der Pumpe. Weil die Becherform nur zu einer Seite geöffnet ist, kann bei einer derartigen Gestaltung in dem Motorläufer ein geschlossener Raum für die Pumpe besonders einfach abgedich- tet werden. Beispielsweise kann hierzu ein Dichtelement an der Öffnung des becherförmigen Motorläufers angeordnet sein.

Vorteilhaft weist jedoch das Gehäuse einen im wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt auf, der radial innen und koaxial in den becherförmigen Motorläufer ragt, und das Dicht-element ist zwischen dem hohlzylindrischen Gehäuseab- schnitt und der Antriebswelle angeordnet. Dadurch wird der Motorläufer an einer verhältnismäßig kleinen Fläche abgedich- tet und es kann ein Dichtelement mit einem kleinen Durchmes- ser verwendet werden. Derartige Dichtelemente weisen einen geringeren Reibwiderstand auf und benötigen nur wenig Bau- raum. Weil zwischen dem Motorläufer und der Pumpe der Gehäu- seabschnitt angeordnet ist, tritt außerdem zwischen Motorläu- fer und Pumpe keine Strömungsreibung auf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Motorläufer im wesentlichen hohlzylindrisch und an einer inneren Mantelflä- che mit der Pumpe mitnehmend verbunden. Damit ist eine beson- ders einfache Kopplung zwischen der Pumpe und dem Motorläufer realisiert, die beispielsweise mittels einer Feder/Nut- Verbindung gestaltet sein kann. Dabei können der Motorläufer und die Pumpe derart elastisch verbunden werden, daß wenig Körperschall von der Pumpe nach außen auf den Motorläufer und das Gehäuse übertragen wird.

Bei dieser Ausgestaltung ist vorteilhaft je ein Dichtelement zwischen den axialen Endabschnitten des Motorläufers und dem Gehäuse angeordnet. Axial steht damit besonders viel Bauraum für die Pumpe zur Verfügung. Ferner kann die Pumpe den Motor- läufer axial durchsetzen.

Die Pumpe wird vorteilhaft als Schrägscheibenpumpe gestaltet, bei der mit dem Motorläufer ein Pumpenrotor mitnehmend gekop- pelt ist, in dem mindestens ein Axialkolben verschiebbar ge- führt ist, der sich an einer am Gehäuse ortsfest angebrachten Schrägscheibe abstützt. Diese Gestaltung wird zusammen mit einem hohlzylindrischen Motorläufer eingesetzt, an den der Pumpenrotor unmittelbar gekoppelt ist. Der Pumpenrotor kann dabei auch einstückig mit dem Motorläufer ausgebildet sein.

Eine alternative Gestaltung der Pumpe sieht vor, daß diese eine Taumelscheibenpumpe ist, wobei mit dem Motorläufer eine Taumelscheibe mitnehmend gekoppelt ist, an der sich minde- stens ein Axialkolben abstützt, der in einer am Gehäuse orts- fest angebrachten Kolbenführung axial verschiebbar geführt ist. Diese Gestaltung kann besonders vorteilhaft zusammen mit einem becherförmigen Motorläufer eingesetzt werden, an dessen Boden die Taumelscheibe gekoppelt ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Eigenschaften werden anhand der Be- schreibung zweier Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Motor-/Pumpeneinheit im Längsschnitt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Motor-/Pumpeneinheit im Längsschnitt.

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform In der Figur 1 ist eine Motor-/Pumpeneinheit 10 dargestellt, die einen Elektromotor 12, in dem dargestellten Ausführungs- beispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor, und eine Pumpe 14 umfaßt.

Der Elektromotor 12 ist mit einem hohlzylindrischen Motorsta- tor 16 und einem darin angeordneten Motorläufer 18 gestaltet.

Der Motorläufer 18 ist um eine Drehachse 20 drehbar und sein dem Motorstator 16 radial zugewandter Abschnitt weist Perma- nentmagneten 22 auf. Der Motorläufer 18 ist im wesentlichen hohlzylindrisch gestaltet. In seinem Hohlraum ist die Pumpe 14 koaxial zur Drehachse 20 angeordnet. Die Pumpe 14 wird im Betrieb der Motor-/Pumpeneinheit 10 mit Hilfe des Motorläu- fers 18 angetrieben, um Bremsfluid zu nicht dargestellten Radbremsen oder von diesen weg zu fördern.

Um eine hochdynamischen Motor-/Pumpeneinheit 10 zu erhalten sind der Motorstator 16 und der radial äußere Teil des Motor- läufers 18, also die Permanentmagneten 22, von einem Gasraum 24 (mit Punkten gekennzeichnet) umgeben, in dem sich Luft be- findet. Dieser Teil der Motor-/Pumpeneinheit 10 wird als elektromagnetischer Bereich bezeichnet. Ferner ist die Pumpe 14 von einem Fluidraum 26 (mit Wellenlinien gekennzeichnet) umgeben, der mit Bremsfluid gefüllt ist, wobei dieser Teil als hydraulischer Bereich der Motor-/Pumpeneinheit 10 be- zeichnet wird. Zwischen dem elektromagnetischen und dem hy- draulischen Bereich ist ein ringförmiges Dichtelement 28 an- geordnet, das diese Bereiche fluiddicht trennt. Da sich im elektromagnetischen Bereich somit kein Bremsfluid befinden kann, entsteht zwischen Motorstator 16 und Motorläufer 18 keine Fluidreibung. Die Motor-/Pumpeneinheit 10 weist daher eine höhere Dynamik auf. Ferner können der Motorstator 16 und der Motorläufer 18 nicht vom Bremsfluid verschmutzt oder be- schädigt werden.

Nachfolgend wird die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform näher beschrieben. Die Motor-/Pumpeneinheit 10 ist außen von einem zur Drehachse 20 rotationssymmetrischen, becherförmigen Gehäuseteil 30 begrenzt, das an einer in Fig. 1 linken Stirn- seite mit einem Gehäusedeckel 32 verschlossen ist. Im Gehäu- seteil 30 ist axial ein Distanzring 34 und nachfolgend der Motorstator 16 eingesetzt. Der Motorstator 16 ist zwischen dem Distanzring 34 und dem Gehäusedeckel 32 axial gehalten und stützt sich radial am Gehäuseteil 30 ab.

An der dem Gehäusedeckel 32 entgegengesetzten Stirnwand weist das becherförmige Gehäuseteil 30 eine Öffnung auf, durch die eine Zuleitung 36 in das Innere des Gehäuseteils 30 geführt ist. Die Durchführung der Zuleitung 36 ist dabei mittels ei- ner Elastomer-Muffe 38 abgedichtet.

Der Motorstator 16 weist eine Statorwicklung 40 auf, die um einen Eisenkern 42 gelegt ist. Zwischen dem Eisenkern 42 und den Permanentmagneten 22 befindet sich lediglich ein dünner Luftspalt 44.

Der Motorläufer 18 weist einen becherförmigen Läuferkörper 46 auf, der radial außen die Permanentmagneten 22 trägt. Der be- cherförmige Läuferkörper 46 ist an seinem in Fig. 1 rechten Endabschnitt mittels eines Kugellagers 48 gelagert ist, das im becherförmigen Gehäuseteil 30 von einem Federring 50 ge- halten ist. Der dem Kugellager 48 axial entgegengesetzte En- dabschnitt des becherförmigen Läuferkörpers 46 ist mit Hilfe eines zweiten Kugellagers 52 im Gehäusedeckel 32 abgestützt.

Der Läuferkörper 46 ist von den Lagern 48 und 52 präzise zum Motorstator 16 positioniert. Es kann daher ein besonders dün- ner Luftspalt 44 gebildet sein. An einem Boden des becherför- migen Läuferkörpers 46 ragt koaxial eine Antriebswelle 54 in den vom Läuferkörper 46 gebildeten Hohlraum. Von der dem Bo- den des becherförmigen Läuferkörpers 46 gegenüberliegenden Seite ragt ein hohlzylindrischer Gehäuseabschnitt 56 des Ge- häusedeckels 32 in den Hohlraum. Dieser Gehäuseabschnitt 56 ist am der Antriebswelle 54 zugewandten Endbereich gestuft und trägt dort das ringförmige Dichtelement 28, das zur An- triebswelle 54 abdichtet. Dabei ist das Dichtelement 28 in den Gehäuseabschnitt 56 eingepreßt und weist zwei Dichtlippen 58 und 60 auf, die an der Antriebswelle 54 anliegen. Das Dichtelement 28 ist U-förmig gestaltet, wobei die Öffnung der U-Form zum hydraulischen Bereich gerichtet ist. Die Dichtlip- pe 58 wird daher durch hydraulischen Druck an die Antriebs- welle 54 gepreßt.

Axial neben dem Dichtelement 28 ist im Gehäuseabschnitt 56 eine Schrägscheibe 62 angeordnet und mittels einer Paßfeder 64 festgelegt, die in eine im hohlzylindrischen Gehäuseab- schnitt 56 ausgebildete Längsnut 66 greift. In der Schräg- scheibe 62 ist eine koaxiale Bohrung 68 ausgebildet, in der die Antriebswelle 54 die Schrägscheibe 62 durchsetzt. Die An- triebswelle 54 ragt in einen zylindrischen Pumpenrotor 70, der axial neben der Schrägscheibe 62 im Gehäuseabschnitt 56 angeordnet und in diesem drehbar gelagert ist. Die zylindri- sche Außenfläche des Pumpenrotors 70 wirkt dazu zusammen mit einem Teil der zylindrischen Innenfläche des Gehäuseab- schnitts 56 als Gleitlager.

In dem Pumpenrotor 70 sind Axialkolben verschiebbar geführt, von denen in Fig. 1 zwei mit Bezugszeichen 72 und 74 bezeich- net sind. Die Axialkolben 72 und 74 stützen sich an der Schrägscheibe 62 ab, so daß eine Axialkolbenpumpe in Gestalt einer Schrägscheibenmaschine gebildet ist. Auf der der Schrägscheibe 62 entgegengesetzten Stirnseite des Pumpenro- tors 70 stützt sich dieser an einem scheibenförmigen Pumpen- schild 76 ab, das mittels einer Paßfeder 78 in der Längsnut 66 zum Gehäuseabschnitt 56 drehfest positioniert ist.

An das Pumpenschild 76 schließt axial außen ein Pumpendeckel 80 an, der einen zum Gehäuseabschnitt 56 gerichtete Absatz mit einer radialen Außenverzahnung 82 aufweist. Die Außenver- zahnung 82 greift in eine entsprechende, am Gehäusedeckel 32 ausgebildete Innenverzahnung ein. Im Gehäusedeckel 32 ist an der dem Pumpendeckel 80 zugewandten Stirnseite ein Dichtring 84 eingesetzt. Der Pumpendeckel 80 ist somit drehfest ange- ordnet und verschließt den Gehäusedeckel 32 fluiddicht.

Im Pumpendeckel 80 sind zwei Anschlüsse 86 und 88 ausgebil- det, um das Pumpenschild 76 und den Pumpenrotor 70 mit nicht dargestellten Bremsfluidleitungen zu verbinden.

Im Betrieb der Motor-/Pumpeneinheit 10 rotiert der Motorläu- fer 18 relativ zum Motorstator 16 und dreht dabei die An- triebswelle 54. Die Antriebswelle 54 dreht den Pumpenrotor 70, wobei sich die Axialkolben 72 und 74 verschieben und Bremsfluid fördern. Da die Pumpe 14 keine Ventilsteuerung aufweist, kann durch Umkehren der Drehrichtung der Antriebs- welle die Förderrichtung der Pumpe 14 geändert werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gleicht funk- tional dem in Fig. 1 dargestellten. Im Gehäuseteil 30 ist der Motorstator 16 angebracht, in dem radial innen der Motorläu- fer 18 drehbar gelagert ist. Der Motorläufer 18 weist dabei einen hohlzylindrischen Läuferkörper 90 auf, der an seinen axialen Endbereichen mit dem Kugellager 48 im Gehäuseteil 30 und mit dem Kugellager 52 im Gehäusedeckel 32 gelagert ist.

Das Kugellager 48 ist dabei ebenfalls mit dem Federring 50 festgelegt und bildet ein Festlager, während das Kugellager 52 ein Loslager bildet. Am becherförmigen Gehäuseteil 30 ist ein Außengewinde 92 ausgebildet, auf das ein Verschlußring 94 aufgeschraubt ist. Mit dem Verschlußring 94 ist der Gehäuse- deckel 32 an das Gehäuseteil 30 gekoppelt, um die Kugellager 48 und 52 zueinander und den Motorläufer 18 im Motorstator 16 zu positionieren.

Im becherförmigen Gehäuseteil 30 und im Gehäusedeckel 32 ist radial außen um die Kugellager 48 bzw. 52 je ein ringförmiges Dichtelement 96 bzw. 98 angeordnet, das zwischen dem hohlzy- lindrischen Läuferkörper 90 und dem Gehäuseteil 30 bzw. dem Gehäusedeckel 32 abdichtet. Damit ist wie oben beschrieben der elektromagnetische vom hydraulischen Bereich getrennt.

Die Schrägscheibe 62 ist bei dieser Ausführungsform unmittel- bar am Gehäuseteil 30 angebracht und dabei mittels der Paßfe- der 64 in der Nut 66 am Gehäuseteil 30 drehfest gesichert.

Der Pumpenrotor 70 ist axial daneben angeordnet und weist drei Axialkolben auf. An der Innenfläche des hohlzylindri- schen Läuferkörpers 90 ist eine Längsnut 100 ausgebildet. In die Längsnut 100 greift eine Paßfeder 102 ein, die an der Au- ßenfläche des Pumpenrotors 70 ortsfest eingesetzt ist. Der Pumpenrotor 70 ist über die Paßfeder 102 mit dem Motorläufer 18 mitdrehend gekoppelt. Im Pumpenrotor 70 ist ferner eine axiale Durchgangsbohrung 104 ausgebildet, die den Anschluß 88 mit dem Fluidraum 26 verbindet.

Am Gehäusedeckel 32 ist in einem Bereich des Umfangs eine Aussparung ausgebildet, in die eine Nase 106 des Gehäuseteils 30 eingreift. Der Gehäusedeckel 32 ist damit drehfest posi- tioniert. Ferner ist im Pumpenschild 76 ein Dichtring 108 eingesetzt, der zum Gehäusedeckel 32 abdichtet.

Im Betrieb der in Fig. 2 dargestellten Motor-/Pumpeneinheit 10 treibt der Motorläufer 18 über die Paßfeder 102 den Pum- penrotor 70 an. Dabei ist der Motorläufer 18 vom Motorstator 16 nur durch den Luftspalt 44 getrennt, so daß ein hoher ma- gnetischer Fluß gewährleistet ist und der Reibwiderstand zwi- schen den relativ zueinander rotierenden Teilen vernachläs- sigt werden kann. Der Pumpenrotor 70 dreht sich mit dem Mo- torläufer 18 mit, so daß auch zwischen diesen Bauteilen keine Reibung-beispielsweise durch Strömungsreibung von Brems- fluid-auftritt. Die Motor-/Pumpeneinheit 10 weist daher ei- ne besonders hohe Dynamik und ein sehr gutes Anlauf-und An- sprechverhalten auf.