DE102017206267A1

DE102017206267A1 - Pumpenaggregat, insbesondere zur Regelung eines Bremsdrucks in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102017206267A1
Application number: DE102017206267.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Micke; Axel Kiersten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat (10), insbesondere zur Regelung eines Bremsdrucks in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage.Bekannte Pumpenaggregate (10) sind mit einem Gehäuseblock (12), einem Antriebsmotor (16) zur Betätigung eines Druckerzeugers (26), einem elektronischen Steuergerät (20) zur Ansteuerung des Antriebsmotors (16) und einem Kontaktelement (44) ausgestattet, welches den Antriebsmotor (16) mit dem elektronischen Steuergerät (20) kontaktiert. Das Kontaktelement (44) ist durch eine Durchführung (42) des Gehäuseblocks (12) hindurchgeführt und weist einen von einem Isolator (48) umschlossenen Federkontakt (46) auf.Erfindungsgemäß ist am Isolator (48) des Kontaktelements (44) ein Lippendichtelement (52) angeordnet, welches wenigstens eine über eine Außenkontur des Isolators (48) radial vorstehende Dichtlippe aufweist.Dieses Lippendichtelement (52) wirkt mit einer Wandung der Durchführung (42) zusammen und verhindert einen Übertritt von Partikeln und/oder Bremsfluid in das elektronische Steuergerät (20).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, insbesondere zur Regelung eines Bremsdrucks in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiges Pumpenaggregat ist beispielsweise aus der DE 199 49 221 A1 bereits bekannt. Dieses bekannte Pumpenaggregat hat einen Gehäuseblock mit einem daran angeordneten Druckerzeuger. Letzterer wird von einem Antriebsmotor betätigt, welcher am Gehäuseblock befestigt ist. Darüber hinaus ist am Gehäuseblock ein elektronisches Steuergerät verankert, welches wiederum die Ansteuerung des Antriebsmotors bestimmt. Steuergerät und Antriebsmotor sind dazu über Kontaktelemente elektrisch miteinander kontaktiert. Diese Kontaktelemente umfassen jeweils einen starren, biegesteif ausgeführten Federkontakt aus elektrisch leitendem Material und einen den Federkontakt umschließenden Isolator. Da der Antriebsmotor und das Steuergerät auf einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuseblocks angeordnet sind, sind die Kontaktelemente durch Durchführungen des Gehäuseblocks hindurchgeführt. Aus fertigungs- bzw. montagetechnischen Gründen ist dabei zwischen den Kontaktelementen und einer den Querschnitt der zugeordneten Durchführung bestimmenden Wand ein Luftspalt vorhanden. Nachteiliger Weise können durch diesen Luftspalt potentiell Partikel und/oder Bremsfluid in das elektronische Steuergerät eindringen und ggf. Störungen auslösen.
Beim zitierten Stand der Technik weist der Isolator Spreizzungen auf, die bei einer Einführung des Federkontakts auseinandergespreizt werden und für ein spielfreies Anliegen des Kontaktelements in der Durchführung sorgen. Anhand der Spreizzungen lassen sich zwar Lagetoleranzen des Kontaktelements innerhalb der Durchführung verringern, nicht jedoch die Durchführung gegen einen möglichen Übertritt von Partikeln oder Fluid abdichten. Zudem sind Spreizzungen und Federkontakte voneinander getrennte Bauelemente, die ineinander gefügt werden müssen.
Zu einer Abdichtung der Durchführung ist es weiterhin bekannt, den Isolator mit einem zusätzlichen Dichtring zu bestücken, welcher im Rahmen eines Anbaus des Antriebsmotors an den Gehäuseblock zur Anlage an der die Durchführung umgebenden Wand gelangt. Allerdings hat diese Lösung den Nachteil eines zusätzlich notwendigen Arbeitsgangs zur Montage des Dichtrings auf den Isolator sowie einer damit einhergehenden Erhöhung der auftretenden Fügekräfte beim Montieren des Antriebsmotors an den Gehäuseblock. Weiterhin bedarf es an der Mündungsstelle der Durchführung an einer Außenseite des Gehäuseblocks einer Einführfase, um eine mögliche Beschädigungsgefahr für den Dichtring während der Montage des Antriebsmotors auszuschließen. Die Kompaktheit des Gehäuseblocks verursacht dabei Bauraumprobleme. Zudem treten zusätzliche Zerspanungskosten auf und in teilautomatisierten Fertigungseinrichtungen muss ferner ein ordnungsgemäßer Einbau des Dichtrings prozesstechnisch überwacht werden.
Offenbarung der Erfindung
Ein Pumpenaggregat nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mittels eines weitergebildeten Kontaktelements die Durchführung im Gehäuseblock abdichtbar ist, ohne dass dadurch erhöhte Fügekräfte oder eine Einführungsfase an der Mündung der Durchführung an einer Außenseite des Gehäuseblocks notwendig werden. Die Abdichtung der Durchführung verhindert einen möglichen Übertritt von Partikeln oder Fluid in das elektronische Steuergerät und wirkt demgemäß eventuellen Störungen eines ordnungsgemäßen Betriebs einer Bremsdruckregelung entgegen.
Ein Isolator mit umfangseitigen Abflachungen kann in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke aufweisen und ist damit relativ einfach, insbesondere spritzgusstechnisch, herstellbar.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich, wenn ein an den Isolator angespritztes Lippendichtelement aus einem anderen Material als der Isolator, insbesondere aus Elastomer besteht.
Dadurch ist das Lippendichtelement leicht verformbar, was insbesondere während der Einführung des Kontaktelements in die Durchführung die Montage behindernde Gegenkräfte niedrig hält und möglichen äußeren Beschädigungen des Lippendichtelement entgegen wirkt. Zudem erlaubt ein elastisches Lippendichtelement eine Relativbeweglichkeit und eine Zentrierung des Kontaktelements innerhalb der Durchführung und vermag Fertigungs- bzw. Teiletoleranzen auszugleichen. Diese Wirkungen werden weiter verbessert wenn das Lippendichtelement in Einführungsrichtung kegelförmig abgeschrägt oder schirmartig gewölbt ist. Ein unlösar am Isolator des Kontaktelements befestigtes Lippendichtelement erlaubt es auf eine aufwändige Überwachung des Montageprozesses zu verzichten.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
Gezeigt ist in

1 ein der Erfindung zugrundeliegendes Pumpenaggregat im Längsschnitt;
2 ein mit einem Lippendichtelement versehenes Kontaktelement in perspektivischer Darstellung;
3 das Kontaktelement mit Lippendichtelement in der Draufsicht;
4 das Kontaktelement mit Lippendichtelement im eingebauten Zustand.

Beschreibung der Erfindung
Das in der 1 dargestellte Pumpenaggregat 10 ist aus insgesamt drei Hauptkomponenten aufgebaut, einem mittig bzw. zentral angeordneten Gehäuseblock 12, einem an einer ersten Seitenfläche 14 dieses Gehäuseblocks 12 befestigten Antriebmotor 16 und einem an einer zweiten Seitenfläche 18 angeordneten elektronischen Steuergerät 20. Die Seitenflächen 14, 18 des Gehäuseblocks 12 sind planparallel zueinander ausgerichtet und liegen einander gegenüber. Der Gehäuseblock 12 ist mit einer durchgehenden Ausnehmung 22 versehen in welcher ein Zylinder 24 eines Druckerzeugers 26 aufgenommen ist. Im Inneren des Zylinders 24 ist ein Plungerkolben 28 axialverschiebbar angeordnet. Zur Betätigung des Plungerkolbens 28 ist der Antriebsmotor 16 zuständig, welcher vom elektronischen Steuergerät 20 ansteuerbar ist. Mit einer Ansteuerung des Antriebsmotors 16 wird einer Antriebswelle 30 eine Rotationsbewegung aufgezwungen, welche über ein dem Antriebsmotor 16 nachgeordnetes Planetengetriebe 32 an einen Kugelgewindetrieb 34 weitergeleitet wird. Zu einer Umwandlung der Rotationsbewegung in eine Axialbewegung ist der Kugelgewindetrieb 34 mit einer rotierend antreibbaren Spindelmutter 36 sowie mit einer im Inneren der Spindelmutter 36 axial beweglich gelagerten und auf den Plungerkolben 28 einwirkenden Gewindespindel 38 ausgestattet. Zwischen einer Stirnfläche des Plungers und einem geschlossenen Ende des Zylinders 24 ist ein zum Steuergerät 20 hin abgeschlossener Arbeitsraum 40 des Druckerzeugers 26 ausgebildet. In Abhängigkeit seiner Bewegungsrichtung fährt der Plungerkolben 28 in diesen Arbeitsraum 40 ein und verkleinert dabei dessen Volumen oder er fährt aus und vergrößert das Volumen. Dementsprechend findet mit der Bewegung des Plungerkolbens 28 im Arbeitsraum 40 ein Druckaufbau oder ein Druckaufbau statt.
Im Gehäuseblock 12 ist ferner wenigstens eine Durchführung 42 vorgesehen, welche sich von der ersten Seitenfläche 14 mit dem angebauten Antriebsmotor 16 bis zur gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 18 mit dem angebauten elektronischen Steuergerät 20 erstreckt. Diese Durchführung 42 ist vorzugsweise als gerade Bohrung mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt und erstreckt sich senkrecht zu den beiden Seitenflächen 14, 18 des Gehäuseblocks 12. Im Inneren dieser Durchführung 42 ist ein starres, elektrisch leitendes Kontaktelement 44 angeordnet, welches den Antriebsmotor 16 mit dem elektronischen Steuergerät 20 kontaktiert. Dieses Kontaktelement 44 besteht aus einem starren, biegesteifen Federkontakt 46 aus elektrisch leitfähigem Material und aus einem den Federkontakt 46 umschließenden Isolator 48. Letzterer ist bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial hergestellt und durch ein Spritzgießverfahren formschlüssig am Federkontakt 46 angebracht. Lediglich die beiden äußeren Enden des Kontaktelements 44 sind zur Ausbildung von Kontaktflächen nicht vom Material des Isolators 48 umspritzt. Das Kontaktelement 44 ist üblicherweise fest mit dem Antriebsmotor 16 verbunden und steht gegenüber einer, der ersten Seitenfläche 14 des Gehäuseblocks 12 zugewandten Lagerplatte 50 dieses Antriebsmotors 16 axial vor. Um im Zuge eines Anbaus des Antriebsmotors 16 an die erste Seitenfläche 14 des Gehäuseblocks 12 eine Einführung des Kontaktelements 44 in die zugeordnete Durchführung 42 zu erleichtern, besteht umfangseitig zwischen dem Isolator 48 des Kontaktelements 44 und einer die Durchführung 42 begrenzenden Wand ein Luftspalt. Dieser Luftspalt ermöglicht es Teile- bzw. Fertigungstoleranzen im angebauten Zustand des Antriebsmotors 16 auszugleichen und betriebsbedingte Schwingungen des Kontaktelements 44 zu gestatten. Allerdings stellt der Luftspalt auch eine offene Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 16 und dem elektronischen Steuergerät 20 dar, durch die hindurch Partikel oder Bremsfluid in das elektronische Steuergerät 20 eindringen und dort mögliche Betriebsstörungen auslösen könnten. Um diese potentielle Störungsquelle auszuschließen ist das Kontaktelement 44 mit einem Lippendichtelement 52 versehen, das wenigstens eine gegenüber einer Außenkontur des Isolators 48 radial überstehende Dichtlippe aufweist. Das Lippendichtelement 52 besteht aus einem bremsfluidbeständigen, elastisch verformbaren Elastomermaterial und ist in einem sogenannten Zweikomponenten-Spritzgießverfahren an den Isolator 48 angespritzt.
2 zeigt ein derart ausgestattetes Kontaktelement 44 als Einzelteil in perspektivischer Ansicht. Es besteht, wie bereits erläutert, aus dem starren Federkontakt 46 und aus einem diesen Federkontakt 46 umschließenden Isolator 48. Die beiden Enden des Federkontakts 46 sind zur Ausbildung von Kontaktflächen nicht vom Isolator 48 umfasst. Der Federkontakt 46 ist beispielhaft in Form eines ebenen, einmal rechtwinklig abgestuften Blechstreifens aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Dieser Blechstreifen kann beispielsweise aus einer Platine kostengünstig ausgestanzt oder ausgesägt werden. Nach seiner mechanischen Formgebung ist der Federkontakt 46 zur Ausbildung des Isolators 48 mit einem nicht leitfähigen Kunststoffmaterial umspritzt. Diese Umspritzung erstreckt sich, abgesehen von fertigungsbedingten Aussparungen, entlang des gesamten Umfangs des Federkontakts 46 und bildet eine annähernd rechteckförmige Außenkontur mit jeweils zwei einander gegenüberliegenden Flach- und Schmalseiten aus. Die Schmalseiten können eben oder gekrümmt ausgeführt sein.
Die Erstreckung des Isolators 48 in Axialrichtung des Federkontakts 46 entspricht i.W. der Länge der Durchführung 42 im Gehäuseblock 12, so dass sichergestellt werden kann, dass das Kontaktelement 44 im Bereich dieser Durchführung 42 nicht in Kontakt mit der die Durchführung 42 begrenzenden Wand des Gehäuseblocks 12 gelangt.
Gemäß 2 ist im unteren Drittel des Isolators 48 das Lippendichtelement 52 angespritzt. Dieses hat im Gegensatz zum rechteckigen Querschnitt des Isolators 48 eine Dichtlippe mit kreisförmigem Umfang und steht radial umlaufend gegenüber der Außenkontur des Isolators 48 ab. Das Lippendichtelement 52 besteht im Unterschied zum Isolator 48 aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial. Es wurde in einem sogenannten Zweikomponenten-Spritzgußverfahren an den Isolator 48 angespritzt und bildet mit diesem eine form- und/oder stoffschlüssige Verbindung aus. Ein Außendurchmesser der Dichtlippe des Lippendichtelements 52 ist dabei größer dimensioniert als der Innendurchmesser der Durchführung 42 des Gehäuseblocks 12, so dass sich das Lippendichtelement 52 beim Einführen des Kontaktelements 44 in die Durchführung 42 an der diese Durchführung 42 begrenzenden Innenwand unter Vorspannung anlegt und damit die Durchführung 42 abdichtet. Um eine Einführung des Lippendichtelements 52 in die Durchführung 42 weiter zu erleichtern kann dieses in Einführrichtung kegelförmig zugespitzt oder konvex gewölbt ausgeführt sein.
3 zeigt das erläuterte Kontaktelement 44 in der Draufsicht. Aus dieser Ansicht ist nochmals die Kreisform der Dichtlippe des Lippendichtelements 52 sowie die Rechteckform des Isolators 48 und des Federkontakts 46 zu erkennen. Ferner ist ein umlaufendes radiales Überstehen der Dichtlippe des Lippendichtelements 52 gegenüber dem Isolator 48 ersichtlich.
4 zeigt die Einbausituation des Kontaktelements 44 nochmals in einer vergrößerten perspektivischer Ansicht. Zu erkennen ist ein Abschnitt des Gehäuseblocks 12 mit zwei daran ausgebildeten Durchführungen 42. In der 4 unterhalb des Gehäuseblocks ist ausschnittsweise die Lagerplatte 50 des Antriebsmotors 16 dargestellt. Aus dieser Lagerplatte 50 steht die Antriebswelle 30 des Antriebsmotors 16 axial hervor, ebenso wie zwei seitlich dazu versetzte Kontaktelemente 44. Diese Kontaktelemente 44 sind in jeweils eine der Durchführungen 42 eingeführt. Das in der Zeichnungsebene vorn liegende Kontaktelement 44 ist im Längsschnitt gezeichnet, so dass der Federkontakt 46 und der diesen Federkontakt 46 umschließende Isolator 48 sichtbar sind. Zwischen dem Isolator 48 und der die Durchführung 42 umgebenden Wand ist aus fertigungstechnischen bzw. betriebstechnischen Gründen ein Luftspalt vorhanden. Zur Abdichtung dieses Luftspalts ist an den Isolator 48 das Lippendichtelement 52 angespritzt. Es besteht aus einem anderen Material als der Isolator 48 und weist Außenabmessungen auf, die größer als der Innendurchmesser der Durchführung 42 bemessen sind. Dadurch hat sich das Lippendichtelement 52 bei der Einführung des Kontaktelements 44 in die Durchführung 42 elastisch verformt und mit Vorspannung an die umgebende Wand angelegt. Das Lippendichtelement 52 dichtet dadurch die Durchführung 42 ab und verhindert einen Durchtritt von Bremsfluid oder Partikeln von der dem Antriebsmotor 16 zugewandten ersten Seitenfläche 14 zur dazu gegenüberliegenden und zur Anbringung des elektronischen Steuergeräts 20 (nicht gezeichnet) vorgesehen zweiten Seitenfläche 18 des Gehäuseblocks 12. Der Isolator 48 erstreckt sich über den gesamten in der Durchführung 42 befindlichen Abschnitt des Federkontakts 46, während das Lippendichtelement 52 flügel- bzw. tellerförmig ausgebildet ist und somit demgegenüber keine nennenswerte axiale Ausdehnung aufweist. Selbstverständlich wäre es möglich mehrere Lippendichtelemente 52 an dem im Inneren der Durchführung 52 liegenden Bereich eines Kontaktelements 44 anzuordnen, beispielsweise ein Lippendichtelement 52 an jeweils einer der Mündungsstellen der Durchführung 42. Vom erwähnten zweiten Federkontakt 46 ist in 4 lediglich ein in der zweiten Durchführung 42 angeordneter stirnseitiger Abschnitt erkennbar.
Nicht in den Figuren dargestellt ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements 44, bei dem das Lippendichtelement 52 nicht angespritzt ist, sondern als separates ringförmiges Elastomerformteil ausgebildet und kraft- und/oder formschlüssig am Isolator 48 verankert ist, beispielsweise aufgeschoben ist. Eine solche Lösung wäre besonders kostengünstig darstellbar, obwohl sie einen zusätzlichen Montagearbeitsgang notwendig macht.
Selbstverständlich sind weitere Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19949221 A1 [0002]

Claims

Pumpenaggregat (10), insbesondere zur Regelung eines Bremsdrucks in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage, mit einem, einen Druckerzeuger (26) aufweisenden Gehäuseblock (12), einem am Gehäuseblock (12) angeordneten Antriebsmotor (16), zur Betätigung des Druckerzeugers (26), einem elektronischen Steuergerät (20), zur Ansteuerung des Antriebsmotors (16) und einem, einen elektrisch leitenden Federkontakt (46) und einen den Federkontakt (46) abschnittsweise umschließenden Isolator (48) aufweisendes Kontaktelement (44), über welches der Antriebsmotor (16) mit dem Steuergerät (20) kontaktiert ist, wobei das Kontaktelement (44) in einer Durchführung (42) des Gehäuseblocks (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktelement (44) ein Lippendichtelement (52) mit wenigstens einer, mit einer inneren Wandung der Durchführung (42) zusammenwirkenden und gegenüber einer Außenkontur des Isolators (48) radial überstehenden Dichtlippe angeordnet ist.
Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lippendichtelement (52) an den Isolator (48) angespritzt ist.
Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lippendichtelement (52) aus einem anderen Material als der Isolator (48), insbesondere aus Elastomer, besteht.
Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessung der Dichtlippe des Lippendichtelements (52) des Isolators (48) größer ist als die Innenabmessung der Durchführung (42) des Gehäuseblocks (12).
Pumpenaggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lippendichtelement (52) ein ringförmiges Elastomerformteil ist, welches am Isolator (48) kraft- und/oder formschlüssig befestigt, insbesondere aufgeschoben ist.
Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (48) einen rechteckförmigen Querschnitt, insbesondere mit konstanter Wandstärke, aufweist und dass die Dichtlippe des Lippendichtelements (52) kreisförmig gestaltet ist.