DE102015205060A1

DE102015205060A1 - Motorpumpenaggregat mit einer Membraneinheit

Info

Publication number: DE102015205060A1
Application number: DE102015205060.2A
Authority: DE
Inventors: Adrian Messner; Manfred Rüffer; Jens Bacher; Michael Jürging; Martina Breitkopf
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-09-22
Also published as: WO2016150762A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpenaggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist. Um die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran (3) kosten- und prozesstechnisch zu optimieren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers insbesondere für eine hydraulische PKW-Bremsanlage. Bei modernen Kraftfahrzeugen mit pneumatischen Bremskraftverstärkern werden oft gesonderte Motorpumpenaggregate zur Erzeugung vom erforderlichen Unterdruck verwendet.
Darunter sind Motorpumpenaggregate bekannt, die als Doppelmembranpumpen mit zwei gegenüberliegenden elastomeren Membranen ausgeführt sind. Die Membranen werden von einem Elektromotor angetrieben, dabei wird die rotatorische Bewegung der Motorachse durch einen Exzentertrieb in eine translatorische umgewandelt und mittels Pleuelstangen an die Membranen übermittelt.
Die flexible Membran ist dabei meist an einem starren Membranhalter aus Kunststoff befestigt. Dieser ist mittels Reibschweißverfahren oder durch Umspritzung mit einer oft mehrteiligen Pleuelstange verbunden.
Derartige Fertigungsverfahren sind jedoch mit hohen Material und Prozesskosten verbunden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran eines Motorpumpenaggregats dahingehend zu optimieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche geben weitere erfindungsgemäße Ausführungen und Weiterbildungen an.
Erfindungsgemäß wird die Membraneinheit an der Pleuelstange mittels eines quer zur Längsachse der Pleuelstange gesteckten ist Befestigungselements fixiert. Hierdurch können potentiell fehleranfällige und kostenintensive Reibschweiß- und/oder Umspritzprozesse entfallen und durch robustere einfachere Verbindungen mit engen Toleranzen ersetzt werden. Durch den Verzicht auf spezielle thermische Fügeverfahren kann auf breitere Palette günstigerer Werkstoffe zurückgegriffen werden
Zudem kann die Pleuelstange wesentlich einfacher gestaltet und beispielsweise durch Stanzen herstellbar sein.
Pro Motorpumpenaggregat werden dabei insgesamt weniger Prozessschritte benötigt, Prozesse werden vereinfacht, es gibt weniger Ausschuss und eine etwaige Demontage zur Nacharbeit oder fürs Recycling wird ebenfalls erheblich vereinfacht.
Das Befestigungselement kann besonders einfach und kostengünstig als eine einfache Federklammer ausgebildet sein, die die Membraneinheit im Bereich der Pleuelstange umklammert und gleichzeitig zur Arretierung einen Hinterschnitt einer Einkerbung oder einem Durchbruch der Pleuelstange bildet. Sowohl Montage als auch Demontage gestalten sich dadurch besonders einfach.
In einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung kann das Befestigungselement stiftförmig ausgebildet und in fluchtenden Öffnungen in der Membraneinheit und der Pleuelstange angeordnet sein. Hierdurch kann eine besonders robuste und steife Verbindung mit günstigen Normteilen realisiert werden. Dabei könne sowohl einfache Stifte als auch Federstifte und Passstifte verwendet werden, die entweder durch Klemmkraft gehalten oder auch eingeklebt sein können.
In einer anderen Ausführung kann das Befestigungselement als eine Schraube ausgebildet sein, die entweder mit einer gesonderten Gewindemutter zusammenwirkt oder direkt in dem Werkstoff von der Membraneinheit oder der Pleuelstange eingeschraubt ist.
Je nach konkretem Bedarf kann die erfindungsgemäße Verbindung mit nur einem oder auch mehreren Befestigungselementen ausgeführt werden, womit bestimmte Faktoren wie Kosten, Gewicht oder Festigkeit gezielt priorisiert werden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und anhand der Figuren hervor. Übereinstimmende Komponenten und Konstruktionselemente werden nach Möglichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Auf detaillierte Beschreibung von Grundfunktionen eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats wird dabei weitgehend verzichtet, da ausreichend bekannt.
Nachstehend zeigt:
1 eine bekannte Ausführung eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats.
2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Befestigung von Membran an der Pleuelstange mittels einer Federklammer.
3 Eine weitere erfindungsgemäße Variante mit Klammerbefestigung.
4 Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform mit Befestigung durch Stifte.
5 Eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit Befestigung durch Schrauben.
Fig. 1:
1 zeigt eine bekannte Ausführung eines Motorpumpenaggregats 1. Ein Elektromotor 15 treibt über einen Exzentertrieb 5 zwei Pleuelstangen 4 an, welche die Bewegung an zwei gegenüberliegend angeordneten Membraneinheiten 2 übermitteln. Die Pleuelstangen 4 sin mehrteilig ausgeführt mit einem Kopf 17, der an einen Schaft 16 aus Metall angespritzt ist. Der Kopf 17 ist reibverschweißt mit der Membraneinheit 2.
Fig. 2:
2 zeigt eine erste erfindungsgemäß optimierte Pleuelstangen-Membraneinheit im montierten Zustand und in Schnittdarstellung, sowie die Einzelteildarstellungen der Pleuelstange 4 und des Befestigungselements 6. Das Befestigungselement 6 zur Fixierung der Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 ist hier als eine Federklammer ausgebildet.
In der gezeigten Ausführung ist die Membraneinheit 2 zweiteilig ausgebildet mit einer elastischen Membran 3 aus einem Elastomerwerkstoff, welche an einem steifen Membranhalter 11 befestigt ist. Die Membraneinheit 2 wird auf die Pleuelstange 4 aufgesetzt. In der Membraneinheit 2 sind seitlich außen zwei Führungen 18 vorgesehen, in die eine Federklammer 6 quer zur Längsachse L aufgesteckt wird und so die Membraneinheit 2 federnd umgreift. Die Pleuelstange 4 verfügt über Einkerbungen 7, von denen eine mit der Federklammer 6 im montierten Zustand einen Hinterschitt bildet und dadurch die Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 arretiert. Die an der Federklammer 6 ausgebildeten Krallen 12 verhindern nach der Montage eine ungewolltes Zurückrutschen der Federklammer 6, lassen jedoch deren zerstörungsfreie Demontage zu.
Durch eine Spiegelsymmetrische Ausführung der Pleuelstange 4 kann diese beidseitig verwendet werden.
In der gezeigten Ausführung ist die federklammer aus einem Draht gefertigt, eine Ausführung aus einem Metallband ist innerhalb der Erfindung ebenfalls zulässig.
Durch eine geeignete Formgebung oder Materialmix mit verschiedenen Shorehärtegraden kann die Membraneinheit 2 innerhalb der Erfindung auch einteilig aus einem elastomeren Werkstoff gestaltet sein. Dabei wird im Bereich der Pleuelstange 4 eine größere Materialstärke oder höhere Shorehärte zum Erzielen einer höheren Steifigkeit benötigt.
Fig. 3:
In der 3 ist eine weitere Möglichkeit der Arretierung mittels Federklammer 6 dargestellt. Die Pleuelstange 4 weist hier statt Einkerbungen einen Durchbruch 13 auf. Im montierten Zustand greift ein nach innen weisender Vorsprung 16 des Federelements 6 in den Durchbruch 13 ein und bildet so den Hinterschitt. Bei dieser Ausführung kann sogar auf die Krallen 12 verzichtet werden, weil der Hinterschnitt deren Funktion mit übernimmt.
Fig. 4:
In der 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführung ist das Befestigungselement 6 stiftförmig gestaltet. Die Pleuelstange 4 und die Membraneinheit 2 verfügen über Öffnungen 8, 9, die im montierten Zustand jeweils fluchten. Durch die Öffnungen 8, 9 werden nach dem Aufstecken der Membraneinheit 2 auf die Pleuelstange 4 zwei stiftförmige Befestigungselemente 6 quer zur Längsachse L gesteckt.
Bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise sind die Öffnungen 8, 9 als Bohrungen mit definierten Toleranzen gestaltet, womit eine reproduzierbare Klemmung zwischen den Befestigungselementen 6 und der Membraneinheit 2 bzw. Pleuelstange 4 begünstigt wird.
Innerhalb der Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Arretierung mit lediglich einem einzigen, statt mit zwei Stiften 6 zu realisieren.
Zur Realisierung der beschriebenen Ausführung eignen sich grundsätzlich sowohl Feder- oder Passstifte, die alleine durch Klemmkraft in den Öffnungen 8, 9 gehalten werden, als auch einfache Stifte, die in die Öffnungen 8, 9 eingeklebt werden.
Fig. 5:
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das Befestigungselement 6 als eine Schraube, Vorzugsweise Maschinenschraube ausgeführt ist. Die Schrauben 6 werden quer zur Längsachse L durch die Öffnungen 8, 9 gesteckt und verschraubt. Dabei können sie in unterschiedlichen Weiterbildungen entweder wie gezeigt mit Gewindemuttern 10 zusammenwirken oder direkt in den Werkstoff der Membraneinheit 2 eingeschraubt werden, so dass das Gewinde direkt in der Öffnung 9 ausgebildet ist.
In einer weiteren, nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Membraneinheit 2 ähnlich wie in der 4 die Pleuelstange 4 von beiden Seiten umgreifen und das Gewinde in den Öffnungen 8 der Pleuelstange 4 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Motorpumpenaggregat
2: Membraneinheit
3: Membran
4: Pleuelstange
5: Exzentertrieb
6: Befestigungselements
7: Einkerbung
8: Öffnung
9: Öffnung
10: Gewindemutter
11: Membranhalter
12: Kralle
13: Durchbruch
14: Vorsprung
15: Elektromotor
16: Schaft
17: Kopf
18: Führung
L: Längsachse

Claims

Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpenaggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Federklammer ausgebildet ist, wobei die Federklammer die Membraneinheit (2) im Bereich der Pleuelstange (4) umklammert und mit wenigstens einer Einkerbung (7) oder einem Durchbruch (13) der Pleuelstange (4) einen Hinterschnitt bildet.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) stiftförmig ausgebildet und in fluchtenden Öffnungen (8, 9) in der Membraneinheit (2) und der Pleuelstange (4) angeordnet ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) durch Klemmkraft fixiert ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) geklebt ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Schraube ausgebildet ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit einer Gewindemutter (10) zusammenwirkt.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) unmittelbar in die Membraneinheit (2) eingeschraubt ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) eine elastische Membran (3) aus einem Elastomerwerkstoff und einen starren Membranhalter (11) aufweist, der zur Kraftübermittlung zwischen der Pleuelstange (4) und dem Membran (3) vorgesehen ist.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit dem Membranhalter (11) und der Pleuelstange (4) zusammenwirkt.
Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Befestigungselemente (6) vorgesehen sind.