DE102009008082B3

DE102009008082B3 - Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer Fluidfördereinrichtung

Info

Publication number: DE102009008082B3
Application number: DE102009008082A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Gründl; Bernhard Hoffmann; Friedrich MÖRTL
Original assignee: Compact Dynamics GmbH
Current assignee: Compact Dynamics GmbH
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: US20100201183A1

Abstract

Ein Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung stellt unter Druck stehendes hydraulisches oder pneumatisches Fluid in den Bremskreisen der Bremsanlage bereit. Die Fluidfördereinrichtung hat eine Druckkammer mit wenigstens einem Fluideinlass und wenigstens einem Fluidauslass. An dem Fluideinlass und dem Fluidauslass ist jeweils ein Rückschlagventil vorgesehen. Ein in die Druckkammer ragender Kolben ist mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegbar. In der einen Endstellung ist von der Druckkammer und dem Kolben ein minimales Volumen begrenzt. In der anderen Endstellung begrenzt die Druckkammer mit den Kolben ein maximales Volumen. Die elektrische Antriebseinrichtung ist durch eine elektronische Kontrolleinrichtung mit Ansteuersignalen zu beschicken, welche die Amplitude, die Frequenz, und/oder das Tastverhältnis des Kolbenhubes bestimmen. Aufstromseitig zum Rückschlagventil am Fluideinlass ist ein Federdruckspeicher vorgesehen. Der Federdruckspeicher hat im Zusammenwirken mit der Masse der dem Federdruckspeicher zufließenden Fluidsäule eine vorbestimmte Resonanzfrequenz und ist dazu eingerichtet, zwischen einem darin aufgenommenen großen Fluidvolumen und einem darin aufgenommenen kleinen Fluidvolumen zu wechseln. Die elektronische Kontrolleinrichtung beschickt die elektrische Antriebseinrichtung derart mit Ansteuersignalen, dass der Kolben ...

Description

Bereich
Die Erfindung betrifft ein Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer Fluidfördereinrichtung. Diese Fluidfördereinrichtung ist elektrisch zu betätigen und dient zum Bereitstellen von unter Druck stehendem hydraulischem oder pneumatischem Fluid (also einer Flüssigkeit oder eines Gases, zum Beispiel Luft) um Druck in den Bremskreisen der Bremsanlage zu verändern, insbesondere zu erhöhen.
Hintergrund
In herkömmlichen schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlagen ist in einen Leichtmetallblock mit einer Vielzahl gestufter Aufnahmebohrungen für den hydraulischen Teil elektromagnetisch betätigter Ventile auch eine Pumpenanordnung integriert. Diese Pumpenanordnung ist selbstansaugend und zum Beispiel als zweikreisige Kolbenpumpe ausgestaltet um Bremsfluid aus einem Niederdruckspeicher in die jeweiligen Bremskreise zu fördern. Damit ersetzt sie zum Beispiel das während einer ABS-Regelung den Bremskreisen entzogene Bremsfluid. Während aktiver Regelvorgänge (zum Beispiel aktiver Schlupfregelung (ASR) oder elektronischer Stabilitätskontrolle (ESC)), die ohne Bremspedalbetätigung durch einen Fahrer ablaufen, stellt diese Pumpe auch das in der Druckaufbauphase benötigte Fluidvolumen in den Bremskreisen zur Verfügung. Dieses Kolbenpumpe wird mittels eines außen an den Leichtmetallblock angebauten Elektromotors betrieben, der schwer und voluminös ist.
Stand der Technik
Aus der für die Beurteilung der Neuheit und der erfinderischen Tätigkeit als nächstliegend erachteten DE 38 14 045 C2 ist eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem vom Fahrer zu betätigenden Hauptbremszylinder bekannt, dessen Arbeitsraum bei nicht betätigter Bremse mit einem Vorratsbehälter verbunden ist. Mittels einer Ventileinheit ist entweder der Hauptbremszylinder oder ein hydraulischer Speicher an eine Bremsleitung angeschlossen, die zu der Radbremse eines angetriebenen Rades führt. In der Bremsleitung befindet sich ein Einlass ventil. In einer Nebenleitung zu dem Einlassventil ist eine Pumpe eingesetzt, die über ein Auslassventil aus den Radbremszylindern fördert. Die Ventileinheit hat eine weitere Schaltstellung, in der die Nebenleitung auf der Druckseite der Pumpe gesperrt und der hydraulische Speicher an den Pumpenausgang angeschlossen ist. Das Einlassventil und das Auslassventil sind gleichzeitig in eine Durchlassposition schaltbar. Der Druck im Hauptbremszylinder und der Druck im hydraulischen Speicher sind durch je einen Druckschalter überwacht. Die Ventileinheit ist durch drei 2/2-Wegeventile realisiert, die elektromagnetisch betätigt werden. In die Verbindungsleitung ist ein Rückschlagventil eingesetzt. Das Einlassventil und das Auslassventil sind durch je ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil realisiert. In die Nebenleitung auf der Saugseite der Pumpe ist ein Zwischenspeicher angeschlossen. Zum Laden des Speichers wird die Pumpe eingeschaltet, wobei die Verbindung der Bremsleitung zum Hauptbremszylinder sowie die Verbindung des Druckspeichers zur Bypass-Leitung und die Ein- und Auslassventile geöffnet werden und die Nebenleitung zwischen der Druckspeicherleitung und der Bremsleitung gesperrt wird.
Aus der DE 34 21 463 A1 ist ein elektromechanisch-hydraulisches Aggregat zur Förderung von Flüssigkeiten unter Druck bekannt, das als Antrieb für ein batteriebetriebenes Fahrzeug dient. Dieses Aggregat besteht aus einem zylindrischen Gleichfeldmagneten, der einen axialen hohlzylindrischen Luftspalt aufweist, in dem axial verschiebbar eine ein- oder mehrlagige zylindrische Spule angeordnet ist. Weiterhin sind an der Spule Befestigungselemente vorgesehen, die mit einer zur Verschieberichtung der Spule parallelen Stange, welche in Führungseinrichtungen gelagert ist, verbunden sind. Am freien Ende der Stange ist ein Pumpenkolben einer Hydraulikeinrichtung vorgesehen, der in einem Zylinder, in dem zwei Ventile befestigt sind, angeordnet ist. Die mechanische Resonanzfrequenz der Schwingspule, die sich aus deren Masse samt der des Pumpenkolbens, der etwaigen Federelemente und der Dämpfung ergibt ist gleich groß zu wählen wie die des die Antriebsenergie liefernden elektrischen Schwingkreises, dessen Werte durch die Spuleninduktivität (Luftspalt) und Kapazität bestimmt sind.
Aus der WO 95/0319 A1 ist eine Pumpe für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage bekannt, mit einem Gehäuse, einer im wesentlichen zylindrischen Gehäusebohrung, einem darin verschiebbaren Förderkolben und mindestens einem Saugventil mit einem Ventilsitz, einem Schließglied und einer Ventilfeder, deren Vorspannung sich abhängig von der Position des Förderkolbens ändert. Der Förderkolben begrenzt eine Druckkammer und hat einen unteren Totpunkt, bei welchem die Druckkammer ihr größtes Volumen aufweist, sowie einen oberen Totpunkt, bei welchem die Druckkammer ihr kleinstes Volumen hat. Zur Übertragung der Kraft der Ventilfeder auf das Schließglied des Saugventils sind mehrere, am Umfang verteilte, sich jeweils in radialer Richtung erstreckende Hebelelemente vorhanden, deren Kippachse jeweils tangential verläuft und welche in der Nähe des oberen Totpunktes die Ventilfeder komprimieren. Die Pumpe wird im Bereich ihrer Resonanzfrequenz betrieben.
Zugrunde liegende Aufgabe
Daher besteht die Aufgabe, ein Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer Fluidfördereinrichtung bereitzustellen, das bei vergleichbarer oder verbesserter Funktionalität kompakter als die herkömmlichen Aggregate baut, weniger wiegt und kostengünstiger zu fertigen ist.
Lösung
Als Lösung dieser Aufgabe wird ein Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremsaggregats einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 sowie die Verwendung eines Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung zum Bereitstellen von unter Druck stehendem hydraulischem oder pneumatischem Fluid zum Verändern des Druckes in den Bremskreisen der Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 24 vorgeschlagen.
Vorteile und Weiterbildungen
Die vorherrschende Meinung bei der Auslegung von Pumpen in hydraulischen oder pneumatischen Systemen und deren Betrieb geht davon aus, dass Druckpulsationen und Fluidschwingungen durch geeignete Konstruktion und hohe Fertigungsqualität auf ein Minimum zu beschränken sind. Es wird durchgehend als notwendig erachtet, alle Komponenten, wie auch das gesamte System, so zu konstruieren und zu fertigen, dass die Druckpulsationen so klein wie möglich sind. Dabei hat ein schwingfähiges System, sei es nun ein Bauteil oder ein Aggregat, mindestens eine Eigenfrequenz. Diese Systeme können mit der Eigenfrequenz zu schwingen beginnen, wenn sie durch eine Kraft angestoßen werden. Auch kleine Kräfte können, wenn sie im Rhythmus der Eigenfrequenz auf das System einwirken, große Amplituden erzeugen. Dieses Phänomen nennt man Resonanz.
Die vorgestellte Fluidfördereinrichtung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass durch gezieltes Ausnutzen und Beherrschen des Schwingens der Fluidsäule am Einlass der Fluidfördereinrichtung der erforderliche Energieaufwand zum Fördern und Unter-Druck-Setzen des Fluids verringert werden kann. Als Folge davon kann in der Antriebseinrichtung der Antrieb nennenswert kleiner als bei bisherigen Aggregaten vergleichbarer Förderleistung dimensioniert werden. Wenn der Federdruckspeicher sein maximales Fluidvolumen erreicht hat, steht am Fluideinlass der Fluidfördereinrichtung das Fluid mit maximalem Druck an. Mithin ist die von der Antriebseinrichtung zu erbringende Antriebsleistung an dem Kolben in der Druckkammer zu diesem Zeitpunkt minimal. Beschädigungen an der Fluidfördereinrichtung, der Antriebseinrichtung, dem Federdruckspeicher, anderen Komponenten oder den Fluidleitungen sind zu verhindern, indem die Resonanz des Kolbens in der Druckkammer mit dem Federdruckspeicher beherrscht wird. Dazu sensiert die elektronische Kontrolleinrichtung, zum Beispiel durch die Stromaufnahme der elektrischen Antriebseinrichtung oder durch Näherungssensoren für die maximalen/minimalen Stellungen, den Schwingungsverlauf und regelt diesen entsprechend so, dass durch die Auf- und Ab(schwing)bewegung des Kolbens in der Druckkammer kein Schaden in der maximalen/minimalen Stellung verursacht wird. Das ist zum Beispiel dadurch zu erreichen, dass die elektrische Antriebseinrichtung durch entsprechende Ansteuersignale eine „weiche Landung” des Kolbens an den Stirnflächen der Druckkammer sicherstellt. Ersichtlich sind durch diese Fluidfördereinrichtung in Abkehr von der bisher als einzigen als richtig erachteten Sichtweise erhebliche Vorteile in unterschiedlicher Hinsicht erzielbar:

• Kleiner bauende Antriebseinrichtung der Fluidfördereinrichtung,
• geringere Leistungsaufnahme der Antriebseinrichtung,
• geringere Geräuschentwicklung der Antriebseinrichtung,
• höhere Dynamik beim Druckaufbau, etc.

Der Federdruckspeicher kann dabei in einer Variante zur Aufnahme eines Fluidvolumens eingerichtet sein, das nahezu gleich ist oder größer als das von der Druckkammer und dem Kolben begrenzte maximale Volumen. Diese Maßnahme stellt sicher, dass in einer Fluidansaugphase in die Druckkammer ausreichend Fluid verfügbar ist, um die Druckkammer komplett zu ihrem maximalen Volumen zu füllen. Es sind aber auch Betriebsbedingungen möglich, bei denen durch entsprechende Ansteuersignale für die elektrische Antriebseinrichtung nur Teilhübe des Kolbens in der Druckkammer hervorgerufen werden.
Bei der Dimensionierung der Komponenten der Fluidfördereinrichtung ist darauf zu achten, dass die elektrische Antriebseinrichtung, der Kolben und die Druckkammer eine Resonanzfrequenz haben, die im Bereich von des 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers liegt, die dieser im Zusammenwirken mit der Masse der dem Federdruckspeicher zufließenden Fluidsäule hat.
Die Saugleitung zwischen dem Federdruckspeicher und der Druckkammer sollte möglichst kurz und geradlinig sein. Der Übergang vom Federdruckspeicher auf die Saugleitung sollte abgerundet und nicht scharfkantig sein. Falls Krümmungen in der Saugleitung unvermeidlich sind, sollten diese nur in einer Ebene liegen und nicht dreidimensional sein. Zwischen Bögen/Krümmungen in der Saugleitung und dem Rückschlagventil oder dem Einlass/Auslass des Federdruckspeicher und der Druckkammer sollte jeweils ein gerades Leitungsstück liegen, dessen Länge mindestens fünfmal so groß wie der Durchmesser der Saugleitung ist.
Durch die elektronische Kontrolleinrichtung ist die elektrische Antriebseinrichtung derart mit Ansteuersignalen zu beschicken, dass der Kolben in der Druckkammer mit einer Frequenz im Bereich vom 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers schwingt, die dieser im Zusammenwirken mit der Masse der dem Federdruckspeicher zufließenden Fluidsäule hat.
Weiterhin ist die elektrische Antriebseinrichtung durch die elektronische Kontrolleinrichtung derart mit Ansteuersignalen zu beschicken, dass der Kolben in der Druckkammer beginnt, von seinem minimalen zu seinem maximalen Volumen zu schwingen, wenn der Federdruckspeicher zwischen 80% und 100% seines maximalen Fluidvolumens enthält. Mit anderen Worten schwingen der Kolben in der Druckkammer und der Federdruckspeicher zumindest annähernd gegenphasig, das heißt, dass die elektronische Kontrolleinrichtung die elektrische Antriebseinrichtung derart mit Ansteuersignalen beschickt, dass der Kolben in der Druckkammer zu dem Federdruckspeicher mit einem Phasenversatz von 150°–210° schwingt. Eine komplette Hubbewegung des Kolbens bzw. des Federdruckspeichers (minimales – maximales – minimales Volumen) geht dabei von 0° bis 360° sowie Vielfachen davon.
Dabei ist das Zeitverhalten des Kolben in der Druckkammer durch Ansteuersignale aus der elektronischen Kontrolleinrichtung so zu kontrollieren, dass die elektrische Antriebseinrichtung den Kolben in der Druckkammer so lange im Bereich oder nahe der Stellung seines maximalen Volumens hält, bis das zwischen dem Federdruck speicher und der Druckkammer befindliche Rückschlagventil zumindest annähernd geschlossen ist.
Die elektrische Antriebseinrichtung kann in einer Variante eine Elektromagnetanordnung mit einem Ständer und einem Anker aufweisen.
Diese elektrische Antriebseinrichtung kann insbesondere eine Elektromagnetanordnung aufweisen, deren Ständer als Multipolständer mit mehreren Ständerpolen ausgebildet sein kann. Den jeweiligen Ständerpolen können Erregerspulen zugeordnet sein. Zusätzlich oder statt dessen kann der Anker als Multipolanker ausgebildet sein, dessen Ankerpole auf die jeweiligen Ständerpole ausgerichtet sein können.
Anstelle der Multipol-Elektromagnetanordnung kann auch eine Topfkern-Elektromagnetanordnung eingesetzt werden, sofern die Anforderungen an die Fördervorgänge (Geschwindigkeit, Volumenstrom, Haltekräfte, etc.) nicht all zu hoch sind.
Die Elektromagnet-Anordnung kann zwischen dem Ständer und dem Anker einen vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des Ankers orientierten Arbeitsluftspalt haben.
Um das Ventilglied im Betrieb möglichst geringen Punkt- oder linienförmigen Belastungen durch den Anker der Elektromagnet-Anordnung auszusetzen, kann das Ventilglied über ein Koppelfederelement mit dem Anker der Elektromagnetanordnung zu betätigen sein. Außerdem kann das Ventilglied über ein Vorspannfederelement in seine Ruhestellung relativ zu dem Ventilsitz zu bringen sein.
Bevorzugt sind das Vorspannfederelement und/oder das Koppelfederelement als Blattfedern oder als Tellerfeder ausgestaltet, die an einem oder beiden Enden abgestützt sind.
Sowohl das Vorspannfederelement als auch das Koppelfederelement können aus einer Nickel-Chrom-Legierung hergestellt sein, deren Materialeigenschaften die Federelemente den (Hartlöt-)Verbindungsvorgang der Platten unbeschadet überstehen lassen. Zum Beispiel kann eine Nickel-Chrom-Legierung Ni53/Cr20/Co18/Ti2,5/A11,5/Fe1,5 mit guter Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit sowie hoher Zug- und Zeitstandfestigkeit bei Temperaturen bis 815°C für die Federelemente verwendet werden. Die Federkonstante des Koppelfederelementes ist dabei erfindungsgemäß niedriger dimensioniert ist als die Federkonstante des Vorspannfederelementes.
Der Anker kann mit dem verschiebbaren Kolben verbunden oder ein Teil davon sein.
Die Druckkammer, der Kolben und die Elektromagnet-Anordnung können als vormontierte, gemeinsam handhabbare Baugruppe ausgestaltet sein, die in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung in dem Aggregatskörper einzufügen ist. Dazu ist bevorzugt das Gehäuse der Fluidfördereinrichtung zweiteilig gestaltet. Ein Gehäuseunterteil nimmt eine (untere) Ständeranordnung auf und hat vorzugsweise einstückig daran angeformt eine Führungsfläche für den Kolben bzw. den Anker.
Bei einem derartigen Bremsaggregat können zwei getrennte Pumpsysteme vorgesehen sein (zum Beispiel für jeweils zwei Radbremsen einer Achse des Fahrzeuges). Jedes Pumpsystem ist jeweils gebildet aus Federdruckspeicher, Druckkammer, Kolben und Elektromagnet-Anordnung sowie Rückschlagventilen am Einlass und am Auslass. Die beiden Pumpsysteme können gegenphasig anzusteuern sein. Dies reduziert die Geräuschentwicklung im Betrieb.
Anstelle der vorstehend beschriebenen Fluidfördereinrichtung mit der Elektromagnet-Anordnung als Antrieb kann auch ein Exzenterantrieb mit einem Elektromotor vorgesehen sein, der durch die elektronische Steuerung betrieben wird. Dabei hat der Exzenterantrieb einen oder mehrere von dem Elektromotor in Umlauf zu versetzenden Nocken, die auf den in die Druckkammer ragenden Kolben wirken, der zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei in der einen Endstellung ein minimales Volumen von der Druckkammer und dem Kolben begrenzt ist, und in der anderen Endstellung ein maximales Volumen von der Druckkammer und dem Kolben begrenzt ist. Dabei kann ein Elektromotor bzw. ein Exzenterantrieb auf die Kolben zweier oder mehrerer separater Fluidfördereinrichtungen wirken.
Der Aggregatskörper kann aus drei oder mehr miteinander an ihren Oberflächen miteinander verbundenen Platten aus Keramik gebildet sein, von denen wenigstens eine an einer ihrer Oberflächen eine leitfähige Metallschicht aufweisen kann, aus der die elektrischen Verbindungsleitungen der elektronischen Regel-/Steuerschaltung gebildet sein können. Effektiv bilden die Platten des Aggregatskörpers ein keramisches Multilayersubstrat, dessen Platten dabei vorzugsweise durch Löten, insbesondere durch Hartlöten miteinander verbunden sind. In einer Variante sind die miteinander verbundenen Platten des Aggregatskörpers aus Siliziumnitrid, gesintertem Siliziumnitrid, heiß-isostatisch gepresstem Siliziumnitrid, oder aus reaktionsgebundenem Siliziumnitrid gebildet. Zumindest eine der Platten kann auf einer oder beiden Oberflächen mit einer leitfähigen Metallschicht, enthaltend Kupfer, Aluminium, oder dergl. versehen sein.
Das Basis-Keramiksubstrat ist Siliziumnitrid (Si₃N₄). Siliziumnitrid hat für die vorliegende Erfindung sehr gute Werkstoffeigenschaften: hohe Zähigkeit, hohe Festigkeit, auch bei hohen Temperaturen, gute Temperaturwechselbeständigkeit, hohe Verschleißbeständigkeit, niedrige Wärmedehnung, mittlere Wärmeleitfähigkeit, und gute chemische Beständigkeit. Siliziumnitrid ist im Vergleich zu anderen Keramikmaterialien, zum Beispiel Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Aluminiumnitrid (AlN) erheblich biegefester und bruchbeständiger. Bei für die Erfindung vorteilhaft einsetzbarem kupfergebundenem Siliziumnitrid-Substrat wird das Kupfer zum Beispiel mittels eines Silber-Kupfer-Titan Hartlotes mit dem Siliziumnitrid-Substrat fest verbunden. Dieser Hartlötvorgang verbindet das Kupfer mechanisch deutlich besser und damit zuverlässiger mit der Keramik als herkömmliche Verfahren zur Kupferbindung ohne Metallisierung, bei denen in der Regel ein Kupferoxid-Verfahren zum Einsatz kommt. Das hartgelötete kupfergebundene Siliziumnitrid-Substrat ist überdies mechanisch viel stabiler als herkömmliche kupfergebundene Aluminiumoxid- und Aluminiumnitrid-Substrate. Ungeachtet dessen ist es jedoch auch möglich, andere Keramikmaterialien, zum Beispiel Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder Aluminiumnitrid (AlN) an Stelle von Siliziumnitrid (Si₃N₄) einzusetzen.
Die Fluidleitungen können als Ausnehmungen und/oder als Durchbrüche der Platten und/oder deren Metallschicht, sofern vorhanden, gestaltet sein.
In den Fluidleitungen können durch wenigstens eine Platte des Aggregatsblocks reichende Durchbrüche vorgesehen sein, in denen Filter eingesetzt sind. Diese Filter können in den Durchbrüchen (vias) befestigte poröse Sinterblöcke sein.
Durch die Resonanz ist die Druckdifferenz zwischen dem Fluid in der Druckkammer und dem Fluid in dem Federdruckspeicher höher als im Nicht-Resonanzfall. Dadurch ist der Ansaugvorgang in die Druckkammer hinein effektiver und die bei zu niedrigem Absolutdrücke am Kolben auftretenden Kavitationseffekte werden vermieden.
Der Federdruckspeicher nimmt ein Fluidvolumen auf, das nahezu gleich ist oder größer als das von der Druckkammer und dem Kolben begrenzte maximale Volumen.
Die Antriebseinrichtung, der Kolben und die Druckkammer haben eine Resonanzfrequenz, die im Bereich von des 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers liegt, die dieser zusammen mit der Masse der in ihn einströmenden Fluidsäule hat. Die Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers kann näherungsweise bestimmt werden aus der Beziehung
wobei v die Resonanzfrequenz ist, π die Kreiszahl 3,14159... ist, D die Federkonstante des Federdruckspeichers und m die Masse der in ihn einströmenden Fluidsäule ist. Hierbei sind die bewegte Masse des Federdruckspeichers und andere Effekte unberücksichtigt.
Die elektrische Antriebseinrichtung kann derart mit Ansteuersignalen beschickt werden, dass der Kolben in der Druckkammer mit einer Frequenz im Bereich vom etwa 0,8-fachen bis etwa 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers schwingt, die dieser zusammen mit der Masse der in ihn einströmenden Fluidsäule hat. Um den zu fördernden Volumenstrom festzulegen oder zu verändern, kann die Frequenz der Ansteuersignale für die elektrische Antriebseinrichtung in diesem Bereich variieren.
Die elektrische Antriebseinrichtung kann auch derart mit Ansteuersignalen beschickt werden, dass der Kolben in der Druckkammer beginnt, von seinem minimalen zu seinem maximalen Volumen zu schwingen, wenn der Federdruckspeicher zwischen 80% und 100% seines maximalen Fluidvolumens enthält. Weiterhin kann die elektrische Antriebseinrichtung derart mit Ansteuersignalen beschickt werden, dass der Kolben in der Druckkammer zu dem Federdruckspeicher mit einem Phasenversatz von 150°–210° schwingt.
Schließlich kann die elektrische Antriebseinrichtung derart mit Ansteuersignalen beschickt werden, dass sich der Kolben in der Druckkammer solange in oder nahe der Stellung seines maximalen Volumens befindet, bis das zwischen dem Federdruck speicher und der Druckkammer befindliche Rückschlagventil geschlossen ist. Dies verhindert ein Rückströmen von Fluid aus der Druckkammer zurück in den Federdruckspeicher.
Eine sehr effiziente Vorgehensweise, die Resonanzfrequenz des jeweiligen Systems zu ermitteln besteht darin, die Ansteuerfrequenz der Ansteuersignale für die elektrische Antriebseinrichtung von einer niedrigen, zum Beispiel etwa 10 Hz, zu einer hohen Frequenz, zum Beispiel etwa 10 KHz (oder umgekehrt) zu verändern oder durchzustimmen bis der aus der Druckkammer ausgestoßene Fluidstrom – im Resonanzfall – maximal ist. Wenn außerdem die Leistungsaufnahme der elektronischen Kontrolleinrichtung während des Durchstimmens gemessen wird, wäre die Leistungsaufnahme der elektronischen Kontrolleinrichtung minimal.
Diese Vorgehensweise erlaubt eine für jedes einzelne Aggregat individuelle Einstellung und Abstimmung auf die jeweiligen Gegebenheiten, so dass vor der Inbetriebnahme die elektronische Kontrolleinrichtung die Ansteuerfrequenz der Ansteuersignale für die elektrische Antriebseinrichtung ermittelt und abspeichert.
Weitere Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen werden für einen Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems mit einem Bremsaggregat in perspektivischer Seitenansicht.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Fluidpumpe eines erfindungsgemäßen Bremsaggregats in seitlicher Schnittdarstellung.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines möglichen Schwingungsverlaufs des Federdruckspeichers sowie des Kolbens in der Druckkammer.
Detaillierte Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein zeigt eine schematische Darstellung eines Bremsaggregat in seinem strukturellen Aufbau veranschaulicht.
Das Bremsaggregat 100 hat einen im Wesentlichen quaderförmigen Aufbau, wobei die Komponenten zur Ansteuerung der Radbremsen jeweils zweier Räder, also eines Bremskreises I oder II, in einer Baugruppe zusammengefügt sind. Zwei derartige Baugruppen 102, 104 – für vier Radbremsen – sind gegengleich „Rücken an Rücken” in einem gemeinsamen Gehäuse aus zwei – nicht weiter veranschaulichten – Halbschalen integriert.
Jede der beiden Baugruppen 102, 104 hat elektrisch zu betätigende, lediglich von außen gezeigte, Fluidschaltventile 108. Weiterhin hat jede der Baugruppen 102, 104 einen Teil der gemeinsamen elektronischen Regel-/Steuerschaltung ECU, welche die Ansteuersignale für die als Elektromagnetventile ausgestalteten Fluidschaltventile zum Modulieren eines hydraulischen Drucks in den Bremskreisen liefert. Dabei können die Regel-/Steueraufgaben entweder durch einen oder mehrere gemeinsame Prozessoren für beide Bremskreise, oder durch zwei voneinander miteinander kommunizierende Prozessorsysteme, für jeden Bremskreis eines, ausgeführt werden, die jeweils entsprechende Treiberstufen für die elektromechanischen Komponenten (Fluidfördereinrichtung, Fluidschaltventile, etc.) ansteuern.
Die Basis jeder der Baugruppen 102 bildet ein Aggregatskörper 110 aus drei oder vier miteinander verbundenen Platten 110a, 110b, 110c aus Keramik. Die Anzahl der Platten des Aggregatskörpers 110 hängt ab von der Komplexität der Topologien der elektrischen Schaltung bzw. der Fluidschaltung, die in dem Aggregatskörper 110 zu realisieren sind. Dieser Aggregatskörper 110 trägt die Fluidfördereinrichtung und die anderen Komponenten, wobei in die Platten 110a, 110b, 110c hydraulische Verbindungsleitungen 112 zwischen den Magnetventilen eingearbeitet sind. Außerdem dienen die Platten 110a, 110b, 110c als Trägerplatine für elektrische/elektronische Komponenten und elektrische Verbindungsleitungen der elektronischen Regel-/Steuerschaltung ECU.
Die einzelnen Platten des Aggregatskörper 110 sind aus einer Siliziumnitrid-Keramik gebildet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils an beiden ihrer Oberflächen eine leitfähige, Kupfer enthaltene Metallschicht aufweisen, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Metallschichten 110a', 110a'' einer Keramikplat te 110a bezeichnet ist. Aus einer oder mehrerer dieser Metallschichten sind – ggf. mit entsprechenden Durchkontaktierungen – die elektrischen Verbindungsleitungen der elektronischen Regel-/Steuerschaltung ECU gebildet.
Bei dem Bremsaggregat sind die hydraulischen Verbindungsleitungen 112 in dem Aggregatskörper 110 als Ausnehmungen 112a und als Durchbrüche 112b der Platten/deren Metallschicht gestaltet.
Die Platten 110x, 110b, 110c des Aggregatskörpers 110 sind hierbei durch Hartlöten miteinander verbunden, wobei diese Verbindungen nicht über die gesamte Fläche der Platten erfolgen müssen; vielmehr sind – nicht weiter veranschaulichte – punktförmige, linienförmige, oder fleckenförmige Lötstellen vorgesehen, die gegenüber anderen Bereichen der jeweiligen Metallschicht 110a', 110a'' elektrisch isoliert sein können.
Die elektrischen Verbindungsleitungen werden in bei Mehrlagenplatinen für elektronische Schaltungen herkömmlicher bekannter Weise in dem gleichen Aggregatskörper 110 realisiert.
Anstelle des Schichtenaufbaus des Aggregatskörpers ist es jedoch auch möglich, die vorgestellte Fluidfördereinrichtung in/an einem Aluminium- oder sonstigem (Leicht-)Metallblock als Träger anzuordnen.
Das Bremsaggregat hat für jeden Bremskreis eine Fluidfördereinrichtung 200 zum unter Druck setzen von Hydraulikfluid. Jede Hydraulikpumpenanordnung 200 hat zwei Druckkammern 202' und 202'' mit je zwei Fluideinlässen 204 und zwei Fluidauslässen 205, die jeweils zu einer Fluidzuleitung und einer Fluidableitung führen. Anstelle einer gleichen Anzahl von Ein- bzw. Auslässen können auch zum Beispiel drei Fluideinlässe und ein Fluidauslass entlang des Umfangs der Druckkammer 202 angeordnet sein.
Den Fluidein- bzw. -auslässen ist jeweils ein Rückschlagventil 180 mit entsprechender Orientierung der Durchlass- bzw. Sperrrichtung vor- bzw. nachgeschaltet. Die Druckkammern 202', 202'' haben eine im Wesentlichen kreiszylindrische Gestalt mit stirnseitigen Begrenzungsflächen 206 und 208. Durch die eine Begrenzungsfläche 206 ragt ein stempelförmiger Kolben 210, der mittels einer Multipol-Elektromagnetanordnung 220 in zwei Endstellungen bewegbar ist. In der einen Endstellung ist ein minimales Volumen von der Druckkammer 202' und dem Kolben 210 begrenzt, und in der anderen Endstellung ist ein maximales Volumen von der Druckkammer 202' und dem Kolben 210 begrenzt. Dementsprechend hat in der einen Endstellung die Druckkammer 202'' ein minimales Volumen, und in der anderen Endstellung hat die Druckkammer 202'' ein maximales Volumen. So ist eine Fluidfördereinrichtung 200 gebildet, die sowohl bei der aufwärts gerichteten, als auch bei der abwärts gerichteten Bewegung des Kolbens 210 in die beiden Druckkammern 202' und 202'' wechselweise Fluid hereinholt und aus ihnen wieder hinaus verdrängt.
Die Antriebseinrichtung ist als mit elektrischen Ansteuersignalen zu beschickende Multipol-Elektromagnetanordnung 220 ausgestaltet und hat zwei im Umriss kreiszylindrische Ständer 222a, 222b und einen Anker 224. Die Multipolständer 222a, 222b sind mit jeweils mehreren Ständerpolen 222a', 222b' ausgestattet. Den jeweiligen Ständerpolen 222a', 222b' sind in den Ständer eingearbeitete Erregerspulen 228 zugeordnet. Der Anker 224 ist als Multipolanker ausgebildet, dessen Ankerpole auf die jeweiligen Ständerpole ausgerichtet sind.
Die Elektromagnet-Anordnung hat zwischen den beiden Ständern 222a, 222b und dem Anker 224 jeweils einen quer zur Bewegungsrichtung des Ankers orientierten Arbeitsluftspalt 230a, 230b. Die Arbeitsluftspalte 230a, 230b legen den Hub des Ankers und damit auch des Kolbens 210 fest.
Durch die beiden in axialem Abstand zueinander angeordneten Multipolständer 222a, 222b, die zwischen sich den Multipolanker 224 aufnehmen, kann im Betrieb der Multipolanker 224 von beiden Multipolständern 222a, 222b im Wechselspiel angezogen werden um den Kolben 210 zwischen seinen beiden Endstellungen in der Druckkammer 202 zu bewegen. Der Anker 224 der Multipol-Elektromagnetanordnung 220 ist mit dem verschiebbaren Kolben fest verbunden.
Die elektrische Antriebseinrichtung 220 der Fluidfördereinrichtung 200 ist durch eine elektronische Kontrolleinrichtung ECU mit Ansteuersignalen zu beschicken. Diese elektronische Kontrolleinrichtung dient zur Steuerung/Regelung des Bremsaggregates und legt die von der Fluidfördereinrichtung 200 zu fördernde Fluidmenge und/oder den Fluiddruck fest. Dazu werden anhand von Sensorsignalen, wie zum Beispiel Rad-Drehzahlsensoren, Drucksensoren im Bremsaggregat, Stromsensoren oder Näherungsschalter, etc. die Ansteuersignale durch eine oder mehrere Rechner einheiten erzeugt, welche die Amplitude, die Frequenz, und/oder das Tastverhältnis des Kolbenhubes bestimmen.
Der Fluidfördereinrichtung 200 ist aufstromseitig zum Rückschlagventil 180 am Fluideinlass 204 ein Federdruckspeicher 160 vorgeschaltet. Dieser Federdruckspeicher 160 hat eine vorbestimmte Resonanzfrequenz. Er ist im vorliegenden Beispiel als Faltenbalgfederspeicher ausgeführt, kann aber auch als (Gas-, Schrauben-, Teller-, oder sonstiger -federbelasteter Fluidspeicher ausgestaltet sein, der einen Zu- und Ablauf für das Fluid hat. Je nach Ausführung können der Zu- und Ablauf auch als ein einziger Anschluss ausgeführt sein. Der Fluidspeicher kann zwischen einem darin aufgenommenen großen Fluidvolumen und einem darin aufgenommenen kleinen Fluidvolumen wechseln. Dabei steigt mit zunehmendem Fluidvolumen auch der auf diesem Fluidvolumen lastende Druck.
Die elektronische Kontrolleinrichtung ECU speist die elektrische Antriebseinrichtung 220 derart mit Ansteuersignalen, dass der Kolben 210 in der Druckkammer 202 mit dem Federdruckspeicher 160 synchron mitschwingt. Genauer gesagt sind die Ansteuersignalen in ihrem zeitlichen Verhalten und in ihrem Verlauf (Amplitude, Phase, etc.) bemessen, dass der Kolben 210 bei einem großen Fluidvolumen in dem Federdruckspeicher 160 beginnt, aus dem Federdruckspeicher 160 Fluid in die Druckkammer 202 anzusaugen. Durch den im Federdruckspeicher 160 zu dieser Zeit herrschenden hohen Fluiddruck ist dieses Ansaugen von Fluid in die Druckkammer 202 ohne großen Energieeinsatz möglich.
Der Federdruckspeicher 160 hat eine etwa kreiszylindrische Form und ist in der vorliegenden Variante als Faltenbalg-Druckspeicher realisiert. Er fasst zwischen seiner minimalen Ausdehnung und seiner maximalen Ausdehnung ein Fluidvolumen, das nahezu gleich ist oder größer als das von der Druckkammer 202 und dem Kolben 210 begrenzte maximale Volumen. Er hat einen Fluidzulauf und einen Fluidauslass. Von dem Fluidauslass führt eine Fluidleitung zu dem Rückschlagventil 180 am Fluideinlass der Druckkammer 202.
Die elektrische Antriebseinrichtung 220, der Kolben 210 und die Druckkammer 202 haben eine Resonanzfrequenz, die im Bereich von des etwa 0,8-fachen bis etwa 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeicher 160 liegt. Dazu sind dies einzelnen Komponenten und ihr Zusammenwirken im Gesamtsystem entsprechend zu dimensionieren und abzustimmen.
Die elektronische Kontrolleinrichtung ECU beschickt die elektrische Antriebseinrichtung 220 mit Ansteuersignalen derart, dass der Kolben 210 in der Druckkammer 202 mit einer Frequenz im Bereich vom etwa 0,8-fachen bis etwa 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers 160 schwingt. Genauer gesagt sorgen die Ansteuersignale durch ihren (zeitlichen) Verlauf dafür, dass der Kolben 210 in der Druckkammer 202 dann beginnt, von seinem minimalen zu seinem maximalen Volumen zu schwingen, wenn der Federdruckspeicher 160 zwischen etwa 80% und etwa 100% seines maximalen Fluidvolumens enthält.
Die Ansteuersignale von der elektronischen Kontrolleinrichtung ECU bewirken, dass die elektrische Antriebseinrichtung 220 den Kolben 210 in der Druckkammer 202 zu dem Federdruckspeicher 160 mit einem Phasenversatz von etwa 150° bis etwa 210° schwingen lässt. Wie in 3 zu sehen ist, erreicht der Kolben in der Druckkammer seine maximale Auslenkung dann, wenn der Federdruckspeicher unter etwa 10% seiner Auslenkung gerät.
3 zeigt auch, dass die Ansteuersignale die elektrische Antriebseinrichtung 220 derart treiben, dass sich der Kolben 210 in der Druckkammer 202 in oder nahe der Stellung seines maximalen Volumens, also im Bereich von etwa 90% bis etwa 100% seiner Auslenkung befindet, bis das zwischen dem Federdruckspeicher 160 und der Druckkammer 202 befindliche Rückschlagventil 180 Zeit zum vollständigen Schließen hatte. Dies ist in 3 der Bereich von etwa 170° bis etwa 205° des Weges des Kolbens 210 in der Druckkammer 202.
Die Druckkammer 202, der Kolben 210 und die Elektromagnet-Anordnung 220 der Hydraulikpumpenanordnung 200 sind als vormontierte, gemeinsam handhabbare Baugruppe ausgestaltet, die in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung in dem Aggregatskörper 110 einzufügen ist. Dazu hat die Elektromagnet-Anordnung 220 ein aus zwei Halbschalen 240a, 240b gebildetes Gehäuse, das an seiner Verbindungskante 240c fluiddicht zum Beispiel mittels Laserschweißen verschweißt ist. Der Anker 224 ist mit einem Stößel 224a verschweißt, der mit dem Kolben 210 verschweißt ist. Dieser Kolben 210 ist oberflächenvergütet und läuft in der an ihrer Innenwand beschichteten Druckkammer 202. Die Druckkammer 202 ist mit ihrer Zylinderwand und ihrer der Elektromagnet-Anordnung 220 zugewandten Stirnseite an die eine Gehäuse-Halbschale angeformt. Damit kann dieser Teil als Baugruppe vormontiert, getestet und endmontiert werden. Dabei sind die saugseitigen Rückschlagventile jeweils um 90° versetzt zu druckseitigen Rückschlagventilen in den Platten des Aggregatsköpers 110 entlang des Umfangs der Druckkammer 202 angeordnet.
Die Rückschlagventile 180 sind in die miteinander verbundenen Platten des Aggregatskörpers 110 eingearbeitet. Zwei dieser Rückschlagventile 180 sind beispielhaft in 2 im Zusammenhang mit der Fluidfördereinrichtung veranschaulicht. Mit diesen Rückschlagventilen 180 kann Fluid durch eine Verbindungsleitung in einer Richtung strömen und in einer entgegengesetzten Richtung gesperrt werden. Jedes Rückschlagventil 180 hat einen Ventilsitz 182, der eine annähernd konische Öffnung ist. Außerdem hat es ein kugelförmiges Ventilglied 184. Das Ventilglied 184 ist hier ein Keramikkörper, der durch ein Vorspannfederelement 186 dichtend in den Ventilsitz 182 zu drängen und durch strömendes, gegen das Vorspannfederelement 186 drängendes Fluid von dem Ventilsitz 182 abzuheben ist.
Die vorstehend beschriebene Fluidfördereinrichtung und deren beschriebene und in den Fig. veranschaulichte Komponenten können auch in anderem Zusammenhang als in einem Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage eingesetzt werden. So ist es zum Beispiel möglich, diese Fluidfördereinrichtung als Baugruppe in anderen Hydraulik- oder Pneumatik-Schaltkreisen, zum Beispiel bei aktiven Fahrzeuglenkungen oder aktiven Lenkhilfen, oder dergl. einzusetzen oder die Fluidfördereinrichtung als eigenständige Pumpe für Gase oder Flüssigkeiten zu verwenden.

Claims

Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung zum Bereitstellen von unter Druck stehendem hydraulischem oder pneumatischem Fluid zum Verändern des Druckes in den Bremskreisen der Bremsanlage, wobei die Fluidfördereinrichtung (200) • eine Druckkammer (202) mit wenigstens einem Fluideinlass (204) und wenigstens einem Fluidauslass (205) aufweist, • an dem Fluideinlass und dem Fluidauslass jeweils ein Rückschlagventil (180) aufweist, • einen in die Druckkammer (202) ragenden Kolben (210) aufweist, der mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung (220) zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei in der einen Endstellung ein minimales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist, und in der anderen Endstellung ein maximales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist, • die elektrische Antriebseinrichtung (220) durch eine elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) mit Ansteuersignalen zu beschicken ist, welche die Amplitude, die Frequenz, und/oder das Tastverhältnis des Kolbenhubes bestimmen, • aufstromseitig zum Rückschlagventil (180) am Fluideinlass (204) einen Federdruckspeicher (160) aufweist, der eine vorbestimmte Resonanzfrequenz hat und zwischen einem darin aufgenommenen großen Fluidvolumen und einem darin aufgenommenen kleinen Fluidvolumen zu wechseln eingerichtet ist, wobei • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben (210) in der Druckkammer (202) mit dem Federdruckspeicher (160) schwingt und bei einem großen Fluidvolumen in dem Federdruckspeicher (160) Fluid aus diesem in die Druckkammer (202) ansaugt.
Bremsaggregat nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem • der Federdruckspeicher (160) zur Aufnahme eines Fluidvolumens eingerichtet ist, das nahezu gleich ist oder größer als das von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzte maximale Volumen.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektrische Antriebseinrichtung (220), der Kolben (210) und die Druckkammer (202) eine Resonanzfrequenz haben, die im Bereich vom 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeicher (160) liegt.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben (210) in der Druckkammer (202) mit einer Frequenz im Bereich vom 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers (160) schwingt.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben (210) in der Druckkammer (202) beginnt, von seinem minimalen zu seinem maximalen Volumen zu schwingen, wenn der Federdruckspeicher (160) zwischen 80% und 100% seines maximalen Fluidvolumens enthält.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben (210) in der Druckkammer (202) zu dem Federdruckspeicher (160) mit einem Phasenversatz von 150° bis 210° schwingt.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass sich der Kolben (210) in der Druckkammer (202) in oder nahe der Stellung seines maximalen Volumens befindet, bis das zwischen dem Federdruckspeicher (160) und der Druckkammer (202) befindliche Rückschlagventil (180) geschlossen ist.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • die elektrische Antriebseinrichtung (220) eine Elektromagnetanordnung (130) mit einem Ständer (134) und einem Anker (136) aufweist.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrische Antriebseinrichtung (220) eine Elektromagnetanordnung (130) mit einem Ständer (134) und einem Anker (136) aufweist, wobei • der Ständer (134) als Multipolständer mit mehreren Ständerpolen (134a, 134b) ausgebildet ist und den jeweiligen Ständerpolen zugeordnete Erregerspulen (138a, 138b) aufweist, und/oder • der Anker (136) als Multipolanker ausgebildet ist, dessen Ankerpole auf die jeweiligen Ständerpole (134a, 134b) ausgerichtet sind.
Bremsaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem • die Elektromagnet-Anordnung zwischen dem Ständer (134) und dem Anker (136) einen vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des Ankers (136) orientierten Arbeitsluftspalt (140) aufweist.
Bremsaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem • der Ständer (220) zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Multipolständer aufweist, die zwischen sich einen Multipolanker aufnehmen, der im Betrieb von beiden Multipolständern im Wechselspiel angezogen wird um den Kolben zwischen seinen Endstellungen in der Druckkammer zu bewegen.
Bremsaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem • der Anker mit dem verschiebbaren Kolben verbunden oder ein Teil davon ist.
Bremsaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem • die Druckkammer (202), der Kolben (210) und die Elektromagnet-Anordnung (220) als vormontierte, gemeinsam handhabbare Baugruppe ausgestaltet sind, die in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung in dem Bremsaggregat einzufügen ist.
Bremsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem • zwei getrennte, gegenphasig anzusteuernde Pumpsysteme vorgesehen sind, jeweils gebildet aus Druckkammer, Kolben und Elektromagnet-Anordnung sowie am Einlass und am Auslass vorgesehenen Rückschlagventilen.
Bremsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 14, bei dem • die Antriebseinrichtung einen Exzenterantrieb aufweist, der auf einen in die Druckkammer (202) ragenden Kolben (210) wirkt, der zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei in der einen Endstellung ein minimales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist, und in der anderen Endstellung ein maximales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist.
Verfahren zum Betreiben eines Bremsaggregats einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung zum Bereitstellen von unter Druck stehendem hydraulischem oder pneumatischem Fluid zum Verändern des Druckes in den Bremskreisen der Bremsanlage, wobei die Fluidfördereinrichtung eine Druckkammer mit wenigstens einem Fluideinlass und wenigstens einem Fluidauslass aufweist, und an dem Fluideinlass und dem Fluidauslass jeweils ein Rückschlagventil aufweist, einen in die Druckkammer ragenden Kolben aufweist, der mittels einer Antriebseinrichtung zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegt wird, wobei in der einen Endstellung ein minimales Volumen, und in der anderen Endstellung ein maximales Volumen von der Druckkammer und dem Kolben begrenzt wird, eine elektronische Kontrolleinrichtung die Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen beschickt, welche die Amplitude, die Frequenz, und/oder das Tastverhältnis des Kolbenhubes bestimmen, aufstromseitig zum Rückschlagventil am Fluideinlass ein Federdruckspeicher vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Resonanzfrequenz hat und zwischen einem darin aufgenommenen großen Fluidvolumen und einem darin aufgenommenen kleinen Fluidvolumen zu wechseln eingerichtet ist, wobei die elektronische Kontrolleinrichtung die Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben in der Druckkammer mit dem Federdruckspeicher schwingt und bei einem großen Fluidvolumen in dem Federdruckspeicher Fluid aus diesem in die Druckkammer ansaugt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Federdruckspeicher ein Fluidvolumen aufnimmt, das nahezu gleich ist oder größer als das von der Druckkammer und dem Kolben begrenzte maximale Volumen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, bei dem die Antriebseinrichtung, der Kolben und die Druckkammer eine Resonanzfrequenz haben, die im Bereich vom 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeicher liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–18, bei dem die elektronische Kontrolleinrichtung die elektrische Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben in der Druckkammer mit einer Frequenz im Bereich vom 0,8-fachen bis 1,2-fachen der Resonanzfrequenz des Federdruckspeichers schwingt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–19, bei dem die elektronische Kontrolleinrichtung die elektrische Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben in der Druckkammer beginnt, von seinem minimalen zu seinem maximalen Volumen zu schwingen, wenn der Federdruckspeicher zwischen 80% und 100% seines maximalen Fluidvolumens enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–20, bei dem die elektronische Kontrolleinrichtung die elektrische Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben in der Druckkammer zu dem Federdruckspeicher mit einem Phasenversatz von 150° bis 210° schwingt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–21, bei dem die elektronische Kontrolleinrichtung die elektrische Antriebseinrichtung mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass sich der Kolben in der Druckkammer solange in oder nahe der Stellung seines maximalen Volumens befindet, bis das zwischen dem Federdruckspeicher und der Druckkammer befindliche Rückschlagventil geschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–22, bei dem die Resonanzfrequenz des jeweiligen Systems ermittelt wird, indem die Ansteuerfrequenz der Ansteuersignale für die elektrische Antriebseinrichtung zwischen einer niedrigen, etwa 10 Hertz, und einer hohen Frequenz, etwa 10 Kilohertz, verändert wird, bis der aus der Druckkammer ausgestoßene Fluidstrom maximal ist.
Verwendung eines Bremsaggregat einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer elektrisch zu betätigenden Fluidfördereinrichtung zum Bereitstellen von unter Druck stehendem hydraulischem oder pneumatischem Fluid zum Verändern des Druckes in den Bremskreisen der Bremsanlage, wobei die Fluidfördereinrichtung (200) • eine Druckkammer (202) mit wenigstens einem Fluideinlass (204) und wenigstens einem Fluidauslass (205) aufweist, • an dem Fluideinlass und dem Fluidauslass jeweils ein Rückschlagventil (180) aufweist, • einen in die Druckkammer (202) ragenden Kolben (210) aufweist, der mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung (220) zumindest in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei in der einen Endstellung ein minimales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist, und in der anderen Endstellung ein maximales Volumen von der Druckkammer (202) und dem Kolben (210) begrenzt ist, • die elektrische Antriebseinrichtung (220) durch eine elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) mit Ansteuersignalen zu beschicken ist, welche die Amplitude, die Frequenz, und/oder das Tastverhältnis des Kolbenhubes bestimmen, • aufstromseitig zum Rückschlagventil (180) am Fluideinlass (204) einen Federdruckspeicher (160) aufweist, der eine vorbestimmte Resonanzfrequenz hat und zwischen einem darin aufgenommenen großen Fluidvolumen und einem darin aufgenommenen kleinen Fluidvolumen zu wechseln eingerichtet ist, wobei • die elektronische Kontrolleinrichtung (ECU) die elektrische Antriebseinrichtung (220) mit Ansteuersignalen derart beschickt, dass der Kolben (210) in der Druckkammer (202) mit dem Federdruckspeicher (160) schwingt und bei einem großen Fluidvolumen in dem Federdruckspeicher (160) Fluid aus diesem in die Druckkammer (202) ansaugt.