WO1999039100A1

WO1999039100A1 - Axialkolbenpumpe

Info

Publication number: WO1999039100A1
Application number: PCT/EP1999/000448
Authority: WO
Inventors: Peter Hoffmann
Original assignee: Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 1999-08-05
Also published as: EP1049874B1; DE19803533A1; JP2002502007A; EP1049874A1; DE59905314D1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Axialkolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (1), einer motorisch antreibbaren Welle (2), einer mit der Welle (2) drehfest verbundenen Taumelscheibe (3) und einer Anzahl von Kolben (4), die mittels der Taumelscheibe (3) hin- und herbewegbar sind. Die Axialkolbenpumpe ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sich die Welle (2) durch das Pumpengehäuse (1) hindurch erstreckt und die Taumelscheibe (3) außerhalb des Pumpengehäuses (1) angeordnet ist.

Description

Axialkolbenpumpe

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe mit einem Pumpengehause, einer motorisch antreibbaren Welle, einer mit der Welle drehfest verbundenen Taumelscheibe und einer Anzahl von Kolben, die mittels der Taumelscheibe hin- und herbewegbar sind, wie sie beispielsweise in der DE 44 45 522 AI beschrieben ist.

Derartige Axialkolbenpumpen werden u.a. in elektronischen Bremssystemen für Kraftfahrzeuge verwendet, die mit geregelten Einrichtungen zur Verhinderung des Blockierens einzelner Rader beim Bremsen, zur Verhinderung des Durchdrehens der angetriebenen Rader sowie weiteren Einrichtungen zur aktiven Fahrzeugstabilisierung ausgestattet sein können. Für das dauerhaft zuverlässige Funktionieren solcher Bremssysteme kommt es darauf an, daß sämtliche Komponenten des Systems im Hinblick auf die zu erwartenden statischen und dynamischen Beanspruchungen einerseits robust und möglichst verschleißarm ausgelegt werden, andererseits aber auch den Forderungen nach Platz- und Gewichtsersparnis sowie nach wirtschaftlicher Herstellung gerecht werden.

Bei Axialkolbenpumpen kann man eine kompakte Bauweise erreichen, indem die Bohrungen für die Kolben im Pumpengehause auf einem Kreis mit möglichst kleinem Durchmesser angeordnet werden, wobei dann auch der Durchmesser der Taumelscheibe klein gehalten werden kann. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Kanäle für die Zu- und Abfuhr des Fordermediums am äußeren Rand des

ee teuNGSKDPff Pumpengehauses angeordnet werden müssen, und daß sich die statischen und dynamischen Reaktionskrafte im wesentlichen als Zugkräfte im Gehäuse auswirken, das aufgrund der Vielzahl von Bohrungen kein homogener Baukorper mehr ist, in dem die Kraftlinien sehr unübersichtlich verlaufen und in dem Spannungsspitzen auftreten können, was in Verbindung mit kleinsten Material- oder Fertigungsfehlern eine Versagensgefahr bedeuten konnte.

Es besteht somit die Aufgabe, eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die genannten Nachteile überwunden werden können. Dabei soll einerseits der Kraftfluß besser überschaubar und andererseits die Randlage der Kanäle im Gehäuse möglichst vermieden werden, damit gunstigere Gestaltungsmoglichkeiten für die äußeren Anschlüsse geschaffen werden können. Außerdem soll der zur Verfugung stehende Bauraum, beispielsweise eines elektronischen Bremssystems, optimal genutzt werden.

Zur Losung dieser Aufgabe wird erfmdungsgemaß vorgeschlagen, daß bei einer gattungsgemaßen Axialkolbenpumpe im Pumpengehause eine zentrale Bohrung vorgesehen ist, durch die sich eine Verlängerung der Welle hindurch erstreckt, an deren Ende die Taumelscheibe außerhalb des Pumpengehauses angeordnet ist. Mit Vorteil ist dabei die Taumelscheibe in einer Abdeckung angeordnet, die als Ventilblock bzw. Elektronikbox eines elektronischen Bremssystems ausgebildet sein kann.

In vorteilhafter Weise sind die Pumpenkolben zwischen Taumelscheibe und dem Pumpenantriebsmotor angeordnet. Ferner wird vorgeschlagen, daß die Kolben mittels der Ruckstellfedern zwischen der Taumelscheibe und dem inneren Ende der Bohrungen eingespannt sind. Ein Wellenlager ist zweckmaßigerweise axial auf derjenigen Flache einer Stufenbohrung des Pumpengehauses abgestutzt, die dem inneren Ende der Bohrungen gegenüberliegt.

Der erfmdungsgemaße Vorschlag hat den großen Vorteil, daß der Kraftschluß über die auf Zug beanspruchte Verlängerung der Welle erfolgt und vom Gehäuse nur der Teil zwischen Lager und innerem Ende der Bohrungen in der Hauptkraftrichtung auf Druck beansprucht wird. Im übrigen wird der Kraftschluß über das auf Druck beanspruchte Lager und die ebenfalls auf Druck beanspruchten Kolben und Ruckstellfedern sowie über die auf Biegung beanspruchte Taumelscheibe geschlossen. Das Gehäuse hat im wesentlichen nur noch Querkrafte aufzunehmen, d.h. die Komponenten, die nicht parallel zur Achse der Welle bzw. der Bohrungen gerichtet sind.

Der erforderliche größere Platzbedarf für die Bohrungen m radialer Richtung spielt keine große Rolle, weil das Pumpengehause für die Anbringung des Antriebsmotors üblicherweise quer zur Wellenachse ohnehin großer ausgeführt werden muß, als es für die Unterbringung der Bohrungen für die Kolben erforderlich ist. Außerdem wird der größere Platzbedarf in radialer Richtung durch einen geringeren Platzbedarf des Pumpengehauses m axialer Richtung kompensiert, weil die Kanäle für die Zu- und Abfuhr des Fordermediums nicht mehr randseitig angeordnet sind, sondern in mittlerer Hohe des Gehäuses und weil nur im zentralen Teil die von der Lagerhohe, der Kolbenlange und der Dicke der Taumelscheibe einschließlich Lager abhangige volle Hohe des Pumpengehauses realisiert werden muß .

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteranspruchen beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand des in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch den zentralen Teil eines Pumpengehauses (1) für eine Axialkolbenpumpe gemäß der Erfindung.

Die motorisch antreibbare Welle 2 besitzt eine Verlängerung 9, an der endseitig eine Taumelscheibe 3 mit einem Axiallager 13 drehfest angebracht ist. Zwischen der Welle 2 und dem Pumpengehause 1 ist ein Lager 6 angeordnet, über das radiale und axiale Kräfte von der Welle 2 auf das Pumpengehause 1 übertragen werden können. Auf einem zur Verlängerung 9 der Welle 2 konzentrisch angeordnetem Kreis sind parallel zur Wellenachse Bohrungen 7 für vorzugsweise stirnseitig abgerundete Kolben 4 und Ruckstellfedern 5 angeordnet, deren innere Enden 10 einer Flache 11 der im Gehäuse 1 ausgebildeten Stufenbohrung 12 für das Lager 6 gegenüberliegen. Der zwischen den inneren Enden 10 der Bohrungen 7 und der Flache 11 liegende Materialbereich des Pumpengehauses 1, ist der einzige Teil des Pumpengehauses, der Kräfte in der Hauptangriffsrichtung parallel zur Wellenachse aufnehmen muß. Benachbart zu den inneren Enden 10 sind die Bohrungen 7 mit im Pumpengehause 1 ausgebildeten Kanälen 14 und 15 für die Zu- bzw. Abfuhr des Fordermediums verbunden.

Die Verlängerung 9 der Welle 2 ist erfmdungsgemaß durch eine zentrale Bohrung 8 im Pumpengehause 1 hmdurchgefuhrt , die von einer die Taumelscheibe 3 übergreifenden Abdeckung 16, die nicht Teil des Pumpengehauses sein muß, abgeschlossen ist. In besonders vorteilha ter Weise ist die Abdeckung als Ventilblock und/oder Elektronikbox eines elektronisch geregelten Bremssystems ausgebildet. Erfmdungsgemaß sind die Kolben also bevorzugt zwischen der Taumelscheibe 3 und dem die Pumpe 1 antreibenden Motor (nicht dargestellt) angeordnet. Der Abdeckung 16 gegenüberliegend ist im Pumpengehause 1 ein Aufnahmebereich 17 für die Anordnung des Antriebsmotors für die Welle 2 vorgesehen .

Aus Figur 1 ist ohne weiteres ersichtlich, daß die statischen und dynamischen Kräfte beim Betrieb der Axialkolbenpumpe in einem kurzen und übersichtlichen Kraftschluß verlaufen. Die parallel zur Wellenachse wirkenden statischen Kräfte der Federn 5 und die in gleicher Richtung verlaufenden Hauptkomponenten der durch die Bewegung der Taumelscheibe 3 erzeugten dynamischen Kräfte, wirken sich in der Verlängerung der Welle 2 als Zugkräfte aus, die über Biegekrafte in der Taumelscheibe 3 sowie Druckkräfte in den Kolben 4, den Federn 5, einem kurzen Wandteil des Pumpengehauses 1 sowie im Wellenlager 6 aufgenommen werden. Damit ist das Pumpengehause 1 praktisch frei von Beanspruchungen der Hauptkraftrichtung und muß nur noch im Hinblick auf die unvermeidbaren Querkrafte ausgelegt werden. Dies ermöglicht eine platz- und gewichtssparende Ausfuhrung des Pumpengehauses 1, das festigkeitsmaßig weniger beansprucht ist und für das aus diesem Grunde auch weniger hochfeste Werkstoffe verwendet werden können.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, daß die zwischen Stirnflache der Kolben 4 und innerem Ende der Bohrungen 7 ausgebildeten Forderkammern nicht mehr randseitig im Gehäuse 1 liegen, so daß für die Anordnung der Kanäle 14, 15 zur Zu- bzw. Abfuhr des Fordermediums sowie deren äußere Anschlüsse bessere Gestaltungsmoglichkeiten bestehen. Außerdem kann das Pumpengehause 1 insgesamt flacher gehalten werden, weil nur der zentrale Bereich die volle, durch die Abmessungen des Lagers 6, der Ruckstellfedern 5, der Kolben 4 und der Taumelscheibe 3 konstruktiv bedingte volle Hohe aufweisen muß.

Claims

Patentansprüche

1. Axialkolbenpumpe mit einem Pumpengehause (1), einer motorisch antreibbaren Welle (2), einer mit der Welle

(2) drehfest verbundenen Taumelscheibe (3) und einer Anzahl von Kolben (4), die mittels der Taumelscheibe

(3) hm- und herbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Welle (2) durch das Pumpengehause (1) hindurch erstreckt und die Taumelscheibe (3) außerhalb des Pumpengehauses (1) angeordnet ist.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Taumelscheibe (3) in einer Abdeckung (16) angeordnet ist.

3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (16) als Ventilblock und/oder als Elektronikbox eines elektronischen Bremssystems ausgebildet ist.

4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (4) zwischen der Taumelscheibe (3) und dem die Welle (2) antreibenden Motor angeordnet sind.

. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (4) mittels Ruckstellfedern (5) zwischen der Taumelscheibe (3) und dem inneren Ende (10) von den die Kolben (4) aufnehmenden Bohrungen (7) eingespannt sind.

6. Axial kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß em Lager (6) der Welle (2) axial auf einer Flache (11) einer Stufenbohrung (12) des Pumpengehauses (1) abgestutzt ist, die dem inneren Ende (10) der Bohrungen (7) gegenüber liegt.

7. Axialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Taumelscheibe (3) und Kolben (4) em Axiallager (13) angeordnet ist.

8. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Axiallager (13) zugewandten Enden der Kolben (4) abgerundet sind.

9. Axialkolbenteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen

(7) mit im Pumpengehause (1) ausgebildeten Kanälen (14, 15) für die Zu- bzw. Abfuhr des Fordermediums verbunden sind.