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Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Kompaktaggregat, umfassend einen formsteifen Behälter mit einem darin aufgenommenen Vorrat an Hydraulikflüssigkeit und eine zumindest weit überwiegend in dem Behälter aufgenommene, in die Hydraulikflüssigkeit eintauchende Motor-Pumpe-Einheit mit einer durch einen Elektromotor angetriebenen Pumpe.
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Bei Hydraulikaggregaten ist typischerweise die Motor-Pumpe-Einheit vollständig oder zumindest überwiegend außerhalb eines die Hydraulikflüssigkeit bevorratenden Behälters angeordnet, z. B. außen an diesen angeflanscht (vgl. beispielsweise
US 9 291 310 B2 ). Für geräuschsensible Anwendungen derartiger Hydraulikaggregate ist bekannt, diese einzuhausen bzw. in einer gesonderten schalldämmenden Kapsel unterzubringen. Insoweit zählt beispielsweise ein von der Anmelderin vertriebenes, für die Anwendung auf dem Kraftfahrzeugsektor (nämlich zur aktiven Fahrwerksverstellung) konzipiertes hydraulisches Kompaktaggregat zum Stand der Technik, bei dem die den Behälter sowie die daran angeflanschte Motor-Pumpe-Einheit umfassende Baugruppe in einer sie vollständig umgebenden gesonderten Kapsel („Schallkapsel“) angeordnet sind, und zwar - zur Vermeidung von Schallbrücken - über separate Dämpfelemente (z. B. Schaumelemente) an dieser abgestützt.
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Im Vergleich zu diesem Stand der Technik ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein hydraulisches Kompaktaggregat bereitzustellen, welches sich bei einem geringeren baulichen Aufwand und der Möglichkeit besonders geringer Abmessungen durch ein (weitergehend) verbessertes Geräuschverhalten auszeichnet. Diese Zielsetzung ist namentlich unter dem Blickwinkel von Bedeutung, dass eine aktive Fahrwerksverstellung (ebenso wie eine semiaktive Fahrwerksverstellung) insbesondere bei Premium-Fahrzeugen zum Einsatz kommt, so dass - angesichts hoher Ansprüche an den Fahrkomfort - im Hinblick auf beim Fahrbetrieb entstehende Geräusche besonders hohe Anforderungen gestellt werden.
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Die vorstehend angegebene Aufgabenstellung wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch das im Anspruch 1 angegebene hydraulische Kompaktaggregat gelöst. Eines der zentralen Merkmale ist dabei die räumliche Unterbringung der Motor-Pumpe-Einheit innerhalb des der Bevorratung der Hydraulikflüssigkeit dienenden Behälters. Diese Konzeption ist entscheidend für den erzielbaren Erfolg durch synergistisches Zusammenwirken mit den weiteren Merkmalen, durch welche sich das erfindungsgemäße hydraulische Kompaktaggregat auszeichnet, namentlich dass die Motor-Pumpe-Einheit sich über jeweils ein elastisch-nachgiebiges Lagerungselement an mindestens zwei Lagerungsabschnitten des Behälters abstützt und zumindest der Elektromotor der Motor-Pumpe-Einheit von einem Dichtmantel umgeben ist, welcher den Elektromotor der Motor-Pumpe-Einheit gegenüber der Hydraulikflüssigkeit abschirmt, an dem pumpenseitigen Ende der Motor-Pumpe-Einheit dergestalt offen ist, dass für die in dem Behälter aufgenommene Hydraulikflüssigkeit ein Zugang zu einer Ansaugöffnung der Pumpe besteht, und mindestens ein erstes Lagerungselement der mindestens zwei elastisch-nachgiebigen Lagerungselemente ausbildet.
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Für das erfindungsgemäße hydraulische Kompaktaggregat ist somit, mit anderen Worten, eine synergistisch zusammenwirkende Kombination von Merkmalen von Bedeutung, welche die spezifische Anordnung und Unterbringung, Abschirmung und Lagerung der Motor-Pumpe-Einheit innerhalb des die Hydraulikflüssigkeit bevorratenden Behälters betreffen. Die Abstützung der vollständig oder zumindest weit überwiegend - worunter mindestens 80% des Volumens der Motor-Pumpe-Einheit zu verstehen sind - in dem Behälter aufgenommenen Motor-Pumpe-Einheit an dem Behälter erfolgt erfindungsgemäß mittels (mindestens) zweier elastischnachgiebiger Lagerungselemente, von denen mindestens eines durch einen Dichtmantel ausgebildet ist, welcher den Elektromotor der Motor-Pumpe-Einheit umgibt und gegenüber der in umgebenden, in dem Behälter bevorrateten Hydraulikflüssigkeit abschirmt. Der Dichtmantel kann dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung - beispielsweise aus einem vulkanisierten Gummi oder einem Elastomer bestehend - als Ganzes elastisch-nachgiebig ausgeführt sein. In Betracht kommt ebenfalls, dass der Dichtmantel ist als Verbundbauteil ausgeführt ist, bei dem sich die elastische Nachgiebigkeit auf eine oder mehrere definierte einzelne Zonen bzw. Bereiche beschränkt, wohingegen der Dichtmantel im Übrigen unelastisch ausgeführt ist. Neben einer integrierten Bauweise eines solchen, mehrere eine unterschiedliche Charakteristik aufweisende Zonen aufweisenden Dichtmantels (z. B. als Mehrkomponenten-Spritzgießbauteil) ist auch denkbar, dass das Verbundbauteil aus mehreren separat gefertigten Elementen gefügt ist, namentlich indem ein (z. B. nicht elastisch verformbares) Rohrelement mit mindestens einem elastisch nachgiebigen Lagerungselement bestückt bzw. versehen wird.
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Der Dichtmantel ist an dem pumpenseitigen Ende der Motor-Pumpe-Einheit dergestalt offen, dass für die in dem Behälter aufgenommene Hydraulikflüssigkeit ein Zugang zu einer Ansaugöffnung der Pumpe besteht, wobei hierzu beispielsweise ein die Ansaugöffnung umfassender Ansaugbereich der Pumpe aus dem Dichtmantel herausragen kann. Die (dichte) Abschirmung des Elektromotors der Motor-Pumpe-Einheit gegenüber der in dem Behälter aufgenommenen Hydraulikflüssigkeit wird dabei durch eine zumindest im Bereich einer Dichtzone dichtende Anlage des Dichtmantels an der Motor-Pumpe-Einheit erzielt, wobei die Dichtzone insbesondere im Pumpen-Bereich der Motor-Pumpe-Einheit vorgesehen sein kann. Soweit vorstehend bzw. im Folgenden auf eine Ansaugöffnung verwiesen wird, ist - zur Vermeidung von Fehlvorstellungen - vorsorglich darauf hinzuweisen, dass hierunter auch Öffnungen zu verstehen sind, durch die hindurch - bei einer entsprechenden Betriebsweise der Motor-Pumpe-Einheit - Hydraulikflüssigkeit die Pumpe in Richtung des Innenraumes des Behälters verlässt.
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In Umsetzung der vorliegenden Erfindung lassen sich hydraulische Kompaktaggregate bereitstellen, die dem weiter oben erwähnten bekannten hydraulischen Kompaktaggregat der Anmelderin sowohl hinsichtlich des Herstellungsaufwands als auch hinsichtlich der Baugröße und des Geräuschverhaltens überlegen sind, d. h. sich im Vergleich zu dem besagten Stand der Technik insbesondere durch einen signifikant geringeren baulichen Aufwand sowie eine geringere Geräuschentwicklung auszeichnen.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydraulischen Kompaktaggregats ist der dem ersten elastisch-nachgiebigen Lagerungselement zugeordnete erste Lagerungsabschnitt des Behälters an einer Behälter-Zugangsöffnung ausgeführt. Diese Behälter-Zugangsöffnung, durch die hindurch Hydraulikflüssigkeit in den Behälter eingefüllt und die Motor-Pumpe-Einheit in diesen eingesetzt wird, befindet sich typischerweise im Bereich einer - in bestimmungsgemäßer Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats - oberen Abschlusswand des Behälters. Dabei weist der Behälter besonders bevorzugt einen die Behälter-Zugangsöffnung umgebenden Kragen auf, an welchem das erste Lagerungselement innen anliegt. Die Kragen-Geometrie erlaubt die vergleichsweise großflächige Abstützung der Motor-Pumpe-Einheit, was sich - bei definierten Abstützkräften - in vergleichsweise geringen Pressungen niederschlägt, was sich wiederum in besonders günstiger Weise auf eine sehr effiziente akustische Entkoppelung der Motor-Pumpe-Einheit von dem Behälter auswirkt; so wird unterbunden, dass der Behälter als Resonator für Vibrationen oder sonstige Schwingungen der Motor-Pumpe-Einheit wirkt.
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Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang weiterhin, wenn der Dichtmantel den Kragen außen umgreift, insbesondere wenn weiterhin die Behälter-Zugangsöffnung von einer einen Kabeldurchgang und einen Hydraulikdurchgang aufweisenden Abdeckkappe verschlossen ist. Die Abdeckkappe kann einen Rand aufweisen, der den - den Kragen umgebenden - Überstand des Dichtmantels zur festen Anlage außen an dem Kragen einspannt. Hierdurch lässt sich eine besonders effiziente Abdichtung des Dichtmantels gegenüber dem Behälter und somit eine hermetische Dichtheit des Behälters gegenüber der Umgebung (im Bereich der Behälter-Zugangsöffnung) bewirken, und zwar ohne eine - schalltechnisch nachteilige (s. o.) - hohe Pressung des Dichtmantels zwischen der Motor-Pumpe-Einheit und dem Kragen des Behälters.
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In mehrfacher Hinsicht vorteilhaft ist eine andere bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydraulischen Kompaktaggregats, die sich dadurch auszeichnet, dass der Dichtmantel mindestens ein von dem ersten Lagerungselement beanstandetes weiteres elastisch-nachgiebiges Lagerungselement ausbildet. Günstig ist diese Ausgestaltung insbesondere hinsichtlich des baulichen Aufwands und der besonders großflächigen Abschirmung der Motor-Pumpe-Einheit gegenüber der Hydraulikflüssigkeit durch den Dichtmantel zwischen den beiden Lagerungselementen. Dies fördert nicht nur den Schutz des Motors gegenüber nachteiligen Auswirkungen der Hydraulikflüssigkeit; auch und insbesondere dämpft es die Übertragung von Vibrationen oder sonstigen Schwingungen der Motor-Pumpe-Einheit auf die diese umgebende Hydraulikflüssigkeit und mindert auf diese Weise zusätzlich die Schallabstrahlung des Hydraulikaggregats.
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Dabei ist besonders bevorzugt der dem weiteren elastisch-nachgiebigen Lagerungselement zugeordnete weitere Lagerungsabschnitt des Behälters dergestalt profiliert, dass zwischen ihm und dem weiteren Lagerungselement mindestens ein Durchtrittskanal für Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Idealerweise ist zwischen dem weiteren Lagerungsabschnitt des Behälters und dem weiteren Lagerungselement eine Mehrzahl derartiger Durchtrittskanäle für Hydraulikflüssigkeit ausgebildet, wobei allerdings auch in diesem Falle vorteilhafterweise die Durchtrittskanäle einen geringeren Anteil am Umfang des weiteren nachgiebigen Lagerungselements einnehmen als die zwischen den Durchtrittskanälen liegenden, der Abstützung der Motor-Pumpe-Einheit an dem weiteren Lagerungsabschnitt des Behälter dienenden Bereich des Lagerungselements. Der mindestens eine Durchtrittskanal verbindet vorzugsweise ein Hauptvolumen des Behälters strömungstechnisch mit einem Beruhigungsvolumen, welches an dem - bezogen auf eine Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats - tiefsten Bereich des Behälters ausgeführt ist und in das die Ansaugöffnung der Pumpe mündet. So wird eine beruhigte Zuströmung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptvolumen des Behälters in dessen Beruhigungsvolumen erreicht, wodurch selbst bei äußeren Erschütterungen des hydraulischen Kompaktaggregats (z. B. wenn das mit ihm ausgestattete Kraftfahrzeug eine stark unebene Strecke befährt) sichergestellt ist, dass sich in der unmittelbaren Ansaugzone der Pumpe keine Luftblasen oder dergleichen befinden. Dies gilt sogar bei besonders raumsparend ausgeführten Hydraulikaggregaten, deren Behältervolumen nur unwesentlich größer ist als das Volumen der tatsächlich für das jeweilige hydraulische System funktionsbedingt maximal benötigten Hydraulikflüssigkeit. Der mindestens eine Durchtrittskanal kann im Übrigen als eine Art strömungstechnischer Drossel wirken, welche einer Ausbreitung von Pulsationen, wie sie ggf. an der Mündung der Ansaugöffnung der Pumpe in die Hydraulikflüssigkeit eingetragen werden können, in die im Hauptvolumen des Behälters bevorratete Hydraulikflüssigkeit entgegenwirkt. Somit profitiert - neben der Möglichkeit einer besonders kompakten Bauweise - auch das Akustikverhalten des Hydraulikaggregats von dieser Ausgestaltung.
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Insbesondere unter dem Aspekt einer besonders kompakten Bauweise - und somit eines besonders geringen Luftvolumens innerhalb des Behälters - ist gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung von Vorteil, wenn der Behälter eine mit einem Druckausgleichselement verschlossene Belüftungsöffnung aufweist. Diese ist bevorzugt außerhalb der bei einer Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats und bei dessen Kippen um jeweils mindestens 45°, besonders bevorzugt um jeweils mindestens 50° aus dieser heraus mit Hydraulikflüssigkeit benetzten Innenfläche des Behälters platziert. Letzteres lässt sich insbesondere dadurch begünstigen, dass der Behälter eine sich nach unten hin verjüngende, etwa keilförmige Grundform aufweist, wobei die Belüftungsöffnung vorteilhafterweise im Bereich des - bezogen auf eine Soll-Einbaulage des Hydraulikaggregats - höchsten Punkts des Behälters platziert ist. Wenn die Motor-Pumpe-Einheit dabei asymmetrisch in dem Behälter angeordnet ist, so erleichtert dies nicht nur die im vorstehenden Sinne ideale Platzierung der Belüftungsöffnung; vielmehr kann auch das Akustikverhalten des Hydraulikaggregats von einer solchen asymmetrischen Bauweise profitieren, denn durch sie lässt sich die Gefahr nachteiliger Resonanzen reduzieren. Unter dem vorstehenden Blickwinkel ist auch von Vorteil, wenn die Motor-Pumpe-Einheit, bezogen auf eine Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats, gegenüber der Senkrechten geneigt ist.
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Der durch die Erfindung genutzte Effekt, dass nämlich die in dem Behälter bevorratete, die - in dem Behälter untergebrachte - Motor-Pumpe-Einheit umgebende Hydraulikflüssigkeit eine schalldämpfende Wirkung hinsichtlich des von der Motor-Pumpe-Einheit abgestrahlten Betriebsgeräusches hat, kommt bei vergleichsweise großen Hydraulikflüssigkeitsmengen besonders ausgeprägt zum Tragen. In diesem Sinne ist ganz besonders vorteilhaft, wenn das Volumen des freien, die Motor-Pumpe-Einheit umgebenden, zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit bereitstehenden Innenraumes des Behälters mindestens ebenso groß ist wie das innerhalb des Behälters befindliche Volumen der Motor-Pumpe-Einheit.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 das hydraulische Kompaktaggregat nach dem Ausführungsbeispiel in einer ersten teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht,
- 2 das hydraulische Kompaktaggregat nach 1 in einer zweiten, wiederum teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht,
- 3 einen Vertikal-Schnitt durch das hydraulische Kompaktaggregat nach den 1 und 2 in dessen Soll-Einbaulage und
- 4 einen Schnitt durch das hydraulische Kompaktaggregat nach den 1 bis 3 entlang der Linie IV-IV in 3.
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Das in der Zeichnung veranschaulichte - zur Verwendung innerhalb eines Systems zur aktiven Fahrwerksverstellung eines Kraftfahrzeugs bestimmte - hydraulische Kompaktaggregat umfasst als Hauptkomponenten einen formsteifen, der Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit dienenden Behälter 1 und eine darin zur Gänze aufgenommene Motor-Pumpe-Einheit 2 mit einer durch einen Elektromotor 3 angetriebenen Pumpe 4. Der - eine sich nach unten hin verjüngende, etwa keilförmige Grundform aufweisende - Behälter 1 ist als Kunststoff-Teil, welches in Blasformtechnik hergestellt ist, ausgeführt; er verfügt über eine in seinem unteren Bereich vorgesehene, seitlich abstehende, der Anbringung des Hydraulikaggregats an einer Tragstruktur des fraglichen Kraftfahrzeugs dienende Halterung 5.
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In dem Behälter 1 ist ein Vorrat an Hydraulikflüssigkeit aufgenommen, zu dem in 3 der Füllstand F in der Soll-Einbaulage des Hydraulikaggregats angegeben ist. Die Motor-Pumpe-Einheit 2 taucht in die Hydraulikflüssigkeit ein. Namentlich ist die Ansaugöffnung 6 der - unten an der Motor-Pumpe-Einheit 2 angeordneten - Pumpe 4 von Hydraulikflüssigkeit umspült, und zwar nicht nur in der Soll-Einbaulage des Hydraulikaggregats, sondern vielmehr, wie anhand der entsprechenden Füllstände F' und F'' veranschaulicht, auch bei einer gegenüber der Soll-Einbaulage um jeweils bis zu 50° gekippten Lage des Hydraulikaggregats. Die Motor-Pumpe-Einheit 2 ist in dem Behälter 1 asymmetrisch und - bezogen auf die Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats - gegenüber der Senkrechten geneigt angeordnet.
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In seinem oberen Bereich weist der Behälter 1 eine - von einem aufragenden, etwa zylindrischen Kragen 7 begrenzte Zugangsöffnung 8 auf, durch welche hindurch die Motor-Pumpe-Einheit 2 in den Behälter 1 einsetzbar ist. Weiterhin ist in dem oberen Bereich des Behälters 1 eine mit einem Druckausgleichselement 9 verschlossene Belüftungsöffnung 10 vorgesehen. Diese ist, wie in 3 veranschaulicht, außerhalb der bei der Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats und bei dessen Kippen um jeweils 50° aus dieser heraus mit Hydraulikflüssigkeit benetzten Innenfläche des Behälters, d. h. in einem auch bei entsprechenden Schräglagen „trockenen Bereich“ des Behälters 1 platziert.
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Die Motor-Pumpe-Einheit 2 ist auf einem Großteil ihrer Länge von einem Dichtmantel 11 umgeben. Dieser ist an seinem unteren Ende dergestalt offen, dass die Pumpe 4 mit ihrem Ansaugbereich 12 unten aus dem Dichtmantel 11 hervorsteht, der Ansaugbereich 12 somit von Hydraulikflüssigkeit umspült ist. Der Dichtmantel 11 besteht aus einem elastisch-nachgiebigen Material (z. B. vulkanisiertes Gummi) und liegt dicht oberhalb des Ansaugbereichs 12 der Pumpe 4 - im Bereich einer Dichtzone 13 - umlaufend stramm und dicht an der Motor-Pumpe-Einheit 2 an. Im Bereich seines oberen Endes liegt der Dichtmantel 11 innen an dem die Behälter-Zugangsöffnung 8 umgebenden Kragen 7 an. Er bildet auf diese Weise ein erstes elastisch-nachgiebiges Lagerungselement 14 aus, welches eine Abstützung der Motor-Pumpe-Einheit 2 an einem - durch Kragen 7 gebildeten - ersten Lagerungsabschnitt 15 des Behälters 1 bewirkt. Weiterhin ist der Dichtmantel 11 über den Kragen 7 umgestülpt, so dass er - mit einem entsprechenden endseitigen Ringbereich 16 - den Kragen 7 außen umgreift. Eine weiterhin vorgesehene, auf den Ringbereich 16 des Dichtmantels 11 aufgesetzte Abdeckkappe 17, welche einen Kabeldurchgang 18 und einen Hydraulikdurchgang 19 für eine mit einer Ausströmöffnung der Pumpe 4 verbundene Hydraulikleitung aufweist, stellt einen äußeren Verschluss der Behälter-Zugangsöffnung 8 und eine zuverlässige Fixierung des Dichtmantels 11 an dieser dar. So bewirkt der Dichtmantel 11 eine effektive Abschirmung des Elektromotors 3 der Motor-Pumpe-Einheit 2 gegenüber der Hydraulikflüssigkeit.
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Unterhalb der Dichtzone 13 läuft der Dichtmantel 11 nach unten hin in einem ringförmigen Überstand 20 aus. Dieser liegt in einem weiteren, zweiten Lagerungsabschnitt 21 des Behälters 1 innen an diesem an und bildet auf diese Weise ein eine weitere Abstützung der Motor-Pumpe-Einheit 2 an dem Behälter 1 bewirkendes, von dem ersten Lagerungselement 14 beanstandetes weiteres, zweites elastisch-nachgiebiges Lagerungselement 22 aus. Der zweite Lagerungsabschnitt 21 liegt dabei am Übergang zwischen einem Hauptvolumen H des Behälters 1 und einem Beruhigungsvolumen B, welches an dem, bezogen auf eine Soll-Einbaulage des hydraulischen Kompaktaggregats, tiefsten Bereich des Behälters 1 ausgeführt ist und in das die Ansaugöffnung 6 der Pumpe mündet. Der zweite Lagerungsabschnitt 21 des Behälters ist, wie in 4 erkennbar, dabei dergestalt profiliert, dass zwischen ihm und dem zweiten Lagerungselement 22 vier Durchtrittskanäle 23 für Hydraulikflüssigkeit ausgebildet sind, über welche das Hauptvolumen H des Behälters und dessen Beruhigungsvolumen B strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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