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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat für eine hydraulische
Steuer- und/oder Regelvorrichtung, insbesondere für schlupfgeregelte
Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit mehreren an einem Aufnahmekörper angeordneten
hydraulischen, mechanischen und/oder elektrisch betätigbaren
Funktionselementen, wie Speicher-, Ventil-, Druckerzeuger- und Antriebselemente,
mit mehreren die Funktionselemente miteinander verbindenden Druckmittelkanälen, die
eine hydraulisch schaltbare Verbindung zwischen wenigstens einer
Druckmittelquelle und einem Druckmittelverbraucher herzustellen
vermögen,
sowie mit einer Verbindung zu einer Steuervorrichtung zur Betätigung der
Funktionselemente, und mit wenigstens einem Hohlraum, welcher wenigstens
einem Funktionselement zugeordnet ist, und über ein Mittel zur Entlüftung verfügt.
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Ein gattungsgemäßes, tauchdichtes Hydraulikaggregat
ist aus der
DE 42 39
361 A1 bekannt und verfügt über einen
Verbindungsweg, welcher vom Hohlraum in Richtung freie Umgebung
führt,
und ein Rückschlagventil
aufweist, das in Richtung einer Austrittsöffnung des Verbindungsweges öffnet. Insbesondere
Pumpen mit oszillierenden Pumpenkolben verürsachen eine bestimmte Menge
an Leckageflüssigkeit,
welche sich in einem als Kurbelraum ausgebildeten Hohlraum ansammeln
kann. Das bekannte Aggregat ermöglicht
neben einer Entlüftung
die Abfuhr von Leckageflüssigkeit
aus dem Hohlraum in die Umgebung. In umgekehrter Richtung ist der
Verbindungsweg von der Umgebung abgetrennt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Hydraulikaggregat bereitzustellen, welches in beliebiger Einbaulage
im Fahrzeug die Abfuhr von Leckageflüssigkeit über die gesamte Fahrzeuglebensdauer
ermöglicht.
Darüber
hinaus soll der Eintritt von Spritzwasser, Schmutz oder ähnlichen
Verunreinigungen in den Hohlraum vermieden werden, selbst wenn ein
im Fahrbetrieb aufgeheiztes Hydraulikaggregat vollständig in
Wasser eingetaucht wird (Tauchdichtigkeit). Denn ein plötzlicher
Abschreckvorgang infolge Untertauchen eines aufgeheizten Hydraulikaggregates
bewirkt einen Unterdruck in luftgefüllten Hohlräumen. Dieser Unterdruck bewirkt eine
zusätzliche
Beanspruchung von Dichtungselementen, so daß bei nachlassender Dichtwirkung Wasser
in das Aggregatinnere eintreten kann. In den Ventil-, Pumpen-, Motor-
und Druckspeicherraum eindringendes Salz bzw. Wasser führt zur
Ansammlung und ggf. Überflutung
der Hohlräume.
Dies kann zu Funktionsstörungen
und Korrosion führen.
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Die beschriebenen Bedingungen können insbesondere
bei Geländefahrzeugen
auftreten, beispielsweise wenn das Hydraulikaggregat infolge beschränkter Einbauräume im Bereich
eines Radhaus angeordnet werden muß.
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Die Aufgabe wird durch ein Hydraulikaggregat
mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Es sind zwei in die Umgebung
(U) führende
Verbindungskanäle
vorgesehen, die Verschlußvorrichtungen
aufweisen, welche einen Eintritt von Flüssigkeit in den Hohlraum hemmen,
und eine Belüftung
des Hohlraumes sowie einen Ausstoß von Leckageflüssigkeit
in die Umgebung ermöglichen.
Die Erfindung ermöglicht
einen pumpenartigen Ausstoß von
Leckageflüssigkeit
und eine druckausgleichende Belüftung des
Aggregatinneren.
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Vorzugsweise weisen die Verbindungskanäle Verschlußvorrichtungen
auf, welche sich grundsätzlich
in einer Schließ stellung
befinden, und wechselweise in eine Öffnungsstellung bewegbar sind. Durch
die Ventilfunktion wird der Mediendurchtritt im geöffneten
Zustand nicht behindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Verschlußvorrichtungen
als Rückschlagventile
ausgebildet, welche infolge einer Druckdifferenz zwischen Hohlraum
und Umgebung in eine Öffnungsstellung
bewegbar sind. Dies ermöglicht
einen Leckageausstoß in
Abhängigkeit
von einem pneumatischen Druckausgleich zwischen Innenraum und Umgebung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist einem ersten Verbindungskanal eine in Richtung
Hohlraum öffende
Verschlußvorrichtung
zugeordnet, so daß infolge
Durchtritt von Atmosphärenluft
ein Druckausgleich in dem Hohlraum erfolgt. Durch diese Verschlußvorrichtung kann
daher keine Luft aus dem Hohlraum austreten. Einem zweiten Verbindungskanal
ist eine in Richtung Umgebung öffnende
Verschlußvorrichtung
zugeordnet, durch die die Luft und / oder Leckageflüssigkeit in
die Umgebung ausgestoßen
wird.
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Vorteilhafterweise ist der Verschlußvorrichtung
des ersten Verbindungskanals eine luftdurchlässige und flüssigkeitsundurchlässige Membran
zugeordnet. Die Membran verhindert den Eintritt von Flüssigkeit
bei untergetauchtem Aggregat, selbst wenn ein Unterdruck im Aggregatinneren
die Verschlußvorrichtung öffnet. Einen
Luftdurchtritt zum Zweck eines Druckausgleich behindert die Membran
nicht.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn
die luftdurchlässige
und flüssigkeitsundurchlässige Membran
in Durchgangsrichtung vor der Verschlußvorrichtung angeordnet ist.
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Bei einer montagefreundlichen Ausführungsform
der Erfindung ist die luftdurchlässige
und flüssigkeitsundurchlässige Membran
in Kombination mit der Verschlußvorrichtung
als Baueinheit vorgesehen, und an einem Bauteil des Hydraulikaggregates
befestigt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung münden
die Verbindungskanäle
in Aufnahmebohrungen für
die Verschlußvorrichtungen,
wobei die Verschlußvorrichtungen
formschlüssig
oder reibschlüssig
in die Aufnahmebohrungen eingesetzt sind. Dies ermöglicht eine
vereinfachte Verbohrung des Aufnahmekörpers und eine einfache Montage ausgehend
von Aufnahmekörperaußenseiten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist
jede Verschlußvorrichtung
einen Tragkörper
mit Durchgangsöffnungen
für ein
Medium sowie einen Befestigungssitz und einen vorzugsweise konischen Dichtsitz
auf, wobei der Befestigungssitz eine Nut aufweist, in die eine elastische
Membran mit einem Wulst eingeknöpft
ist, und wobei die Membran mit einer Dichtlippe elastisch vorgespannt
an dem Dichtsitz anliegt. Die Verschlußvorrichtung ist dadurch als eigenständige Baueinheit
handhabbar und montierbar.
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Wenn die Membran zylindrisch ausgebildet ist,
und eine ringförmige
Außenwandung
zur Abdichtung zwischen Aufnahmekörper und Tragkörper aufweist,
erübrigt
sich eine gesonderte Abdichtung. Ferner wird eine Führungswirkung
für die
Membran erreicht, wenn diese einen im wesentlichen ebenen Boden
mit einer zentrischen Ausnehmung aufweist, welche von einem Zapfen
des Tragkörpers
durchgriffen wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
gehen aus der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung
zeigt:
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1 eine
schematische Skizze zur Verdeutlichung der Erfindung,
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2 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Hydraulikaggregates, teilweise im Schnitt,
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3 die
in 2 mit A gekennzeichnete Einzelheit
in größerem Maßstab,
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4 die
in 2 mit B gekennzeichnete Einzelheit
in größerem Maßstab, und
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5 verdeutlicht.
ein Hydraulikaggregat 1 für eine geregelte Bremsanlage,
umfassend einen Elektromotor 2 mit einem Motorgehäuse. Der
Elektromotor 2 ist ersichtlich an einem Aufnahmekörper 3 befestigt,
welcher mehrere nicht gezeichnete hydraulische, mechanische und
elektrisch betätigbare
Funktionselemente aufweist. Bei den Funktionselementen handelt es
sich primär
um Speicher-, Ventil- und Druckerzeugungselemente, und mehrere die
Funktionselemente miteinander verbindende Druckmittelkanäle so daß eine schaltbare
Verbin dung zwischen einer Druckmittelquelle und einem Druckmittelverbraucher hergestellt
werden kann. An dem Aufnahmekörper 3 ist
ferner eine elektronische Steuereinheit 11 für die Ventile
befestigt.
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Ein an einer Motorwelle 4 angeordneter
Exzenter 5 ragt in einen als Hohlraum 6 ausgebildeten Innenraum
des Aufnahmekörpers 3.
Der Exzenter 5 dient dem Antrieb einer hydraulischen Kolbenpumpe mit
oszillierenden Pumpenkolben. Auf dem Exzenter 5 sitzt über ein
Wälzlager
drehgelagert ein gegenüber
dem Aufnahmekörper 3 drehfester
Lageraußenring 7,
der aufgrund der Wirkung des Exzenters 5 eine exzentrische
Bewegung durchführt.
Der Lageraußenring 7 wirkt
auf nicht dargestellte Kolben ein, welche in senkrecht zur Zeichenebene
angeordneten Bohrungen des Aufnahmekörpers verschiebbar vorgesehen
sind. Der Lageraußenring 7 und
der Exzenter 5 rotieren in dem als Kurbelraum ausgebildeten
Hohlraum 6.
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Von den Pumpenkolben abgestreifte
Leckageflüssigkeit
sammelt sich in dem Hohlraum 6, und zwar an dessen tiefster
Stelle, und gelangt durch eine Öffnung 8 in
einen Verbindungskanal 9 der in die Umgebung führt. In
dem Verbindungskanal 9 ist eine in Richtung Umgebung öffnende
Verschlußvorrichtung 10 nach
Art eines Rückschlagventils
vorgesehen. Angesammelte Leckageflüssigkeit kann durch eine Öffnungsbewegung
des Rückschlagventils
aus dem Hohlraum 6 in die Umgebungsatmosphäre U abgelassen
werden. Die Leckageflüssigkeit
kann nur dann zuverlässig
austreten, wenn das Hydraulikaggregat 1 in einer Einbaulage
mit nach unten weisendem Verbindungskanal 9 in dem Fahrzeug
angeordnet ist. Wenn dies nicht gegeben ist, kann angestaute Leckageflüssigkeit
erhöhte
Verluste hervorrufen.
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Das Grundprinzip der Erfindung geht
aus der 1 hervor., Mit 5 übereinstimmende Merkmale sind
hierbei mit übereinstimmenden
Bezugsziffern versehen. Ein luftgefüllter Hohlraum 6 ist über zwei Verbindungskanäle 9, 12 mit
der Umgebung U verbunden. Jedem der Verbindungskanäle 9, 12 ist
eine Verschlußvorrichtung 10, 13 zugeordnet,
welche sich grundsätzlich,
das heißt
im unbetätigten
Zustand, in einer Schließstellung
befinden. Die 1 zeigt
in diesem Zusammenhang Rückschlagventile,
welche federbeaufschlagte Verschlußkörper 14, 15 aufweisen, die
gegen einen Dichtsitz 16, 17 gepresst werden.
Es versteht sich, daß auch
andere elastische Rückstellmittel – insbesondere
solche gemäß 3 und 4 vorgesehen sein können, ohne die Erfindung zu
verlassen. Wie zu ersehen ist, sind die Verschlußvorrichtungen 10, 13 infolge
Druckdifferenz zwischen Umgebung U und Hohlraum 6 in eine Öffnungsstellung bewegbar.
Dabei ist dem Verbindungskanal 12 eine in Richtung Hohlraum 6 öffnende
Verschlußvorrichtung 13 zugeordnet,
so daß infolge
Durchtritt von Atmosphärenluft
ein Druckausgleich in dem Hohlraum 6 möglich ist. Dem Verbindungskanal 9 ist
eine in Richtung Umgebung U öffnende
Verschlußvorrichtung 10 zugeordnet.
Wenn in dem Hohlraum 6 ein Überdruck (gegenüber der
Umgebung) vorliegt, und die Druckdifferenz ausreicht, um die Verschlußvorrichtung 10 zu öffnen, wird
Luft und gegebenenfalls angesammelte Leckageflüssigkeit aus dem Aggregatinneren,
das heißt
aus dem Hohlraum 6 ausgestoßen. Nach Druckausgleich erfolgt
ein selbsttätiger Verschluß. Durch
den aktiven Ausstoßvorgang
kann der Verbindungskanal 9 in beliebiger Einbaulage im Fahrzeug
angeordnet werden.
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Vor der Verschlußvorrichtung 13 des
Verbindungskanals 12 ist eine luftdurchlässige und
flüssigkeitsundurchlässige Membran 18 angeordnet.
Diese verhindert, daß im
untergetauchten Zustand – auch bei
erhöhtem
Wasserdruck – Flüssigkeit
in den Hohlraum 6 eintreten kann. Andererseits erlaubt
die Membran 18 einen Druckausgleich mit der Umgebung U, wenn
sich in dem Hohlraum 6 ein Unterdruck (bezogen auf die
Umgebung) aufbauen sollte, und wenn die wirksame Druckdifferenz
ausreicht, um die Verschlußvorrichtung 13 zu öffnen.
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Konstruktive Einzelheiten einer Ausführungsform
eines Hydraulikaggregates sind den 2, 3 und 4 zu entnehmen. Dabei sind mit den 1 und 5 übereinstimmende
Bauteile oder Merkmale mit übereinstimmenden
Bezugsziffern gekennzeichnet. Auf einer Oberseite des Aufnahmekörpers 3 ist
der Motor 2 mit dem Motorgehäuse befestigt. Auf einer der
Oberseite gegenüberliegenden
Unterseite befindet sich ein Gehäuse
für eine
elektronische Steuervorrichtung 11 für die elektromagnetisch betätigbaren
Ventile. Ein Steckerterminal dient der Anbindung der Steuervorrichtung 11 an
ein elektrisches/elektronisches Bordnetz zu Kommunikations- und
Stromversorgungszwecken. Die Stromversorgung des Motors ist durch
den Aufnahmekörper
hindurchgeführt.
Sofern der Motor 2 nicht vollständig gegenüber dem Aufnahmekörper 3 abgedichtet
ist, kommuniziert der Hohlraum 6 mit einem Innenraum des
Motors 2. Dies kann beispielsweise durch einen geringfügigen radialen
Spalt zwischen einer nicht gezeigten Bürstenhalteplatte und der Motorwelle 4 erfolgen.
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Die in 2 nur
teilweise gezeigten Verbindungskanäle 9, 12 münden jeweils
mit einem Ende in den Hohlraum 6 und mit einem anderen
Ende in Aufnahmebohrungen 20, 21 für die Verschlußvorrichtungen 10, 13.
Beide Verbindungskanäle 9, 12 liegen
in einer Ebene mit einer vorzugsweise durchgehenden Bohrung für die Pumpenkolben.
Die Achse der Pumpenkolben ist in der 2 mit
Z gekennzeichnet. Eine gewisse Deaxierung von gegenüberliegenden Bohrungen
für Pumpenkolben,
das heißt
ein gewisser Versatz zwischen den Pumpenkolben ist möglich. In
jedem Fall verlaufen die Kolbenbewegungen parallel zueinander. Die
Erstreckungsrichtung der Verbindungskanäle 9, 12 verläuft senkrecht
zu der Zeichenebene. Beide Verschlußvorrichtungen 10, 13 sind
im Bereich von unterschiedlichen, zu einander rechtwinklig vorgesehenen
Seitenflächen 22, 23 des Aufnahmekörpers 3 angeordnet.
Wenn die Verschlußvorrichtungen
einander gegenüberliegend
an gegenüberliengenden
Seitenflächen 23, 24 oder 22, 25 angeordnet
werden, können
die Verbindungskanäle 9, 12 in
einem Arbeitsgang als Durchgangsbohrung gefertigt werden. Eine parallel
zu der Achse A verlaufende Bohrung ist besonders vorteilhaft, weil eine
Verbohrung in einer Bearbeitungsstation möglich ist.
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Jede Verschlußvorrichtung 10, 13 wird
bei der Montage von außen
in die zugehörige
Aufnahmebohrung 20, 21 eingesetzt und dort formschlüssig oder
kraftschlüssig
befestigt. Generell ist zur Befestigung auch eine Verstemmung des
Aufnahmekörpers 3 oder
eine Clinchbefestigung infolge der Montagebewegung der Verschlußvorrichtungen 10, 13 denkbar.
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Nachstehend wird auf die 3 und 4, welche Ausführungsformen von Verschlußvorrichtungen 10, 13 vom
Membrantyp zeigen, näher
erläutert. Jede
Verschlußvorrichtung 10, 13 ist
als eingeständig
handhabbare Baueinheit ausgeführt
und verfügt über einen
Tragkörper 26, 27,
welcher über
wenigstens eine Durchgangsöffnung 28, 29 für ein Medium oder
ein Mediengemisch nämlich
Luft oder ein Luft/Leckageflüssigkeitsgemisch
verfügt.
An dem Tragkörper 26, 27 ist
an Stelle eines federvorgespannten Verschlußkörpers eine elastische Membran 30, 31 befestigt,
welche im unbetätigten
Zustand elastisch vorgespannt mit einer Dichtlippe 32, 33 an einem
tragkörperseitigen
Dichtsitz 34, 35 anliegt, so daß der Mediendurchgang
versperrt wird. Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, sind die Dichtsitze 34, 35 konisch
ausgebildet. Jede elastische Membran 30, 31 besitzt
einen im wesentlichen ebenen Boden mit einer mittigen Ausnehmung,
die ein tragkörperseitiger
Zapfen 36, 37 zu Führungszwecken durchragt. Wie 3 zeigt, übergreift
die elastische Membrane 30 einen Befestigungsabschnitt
des Tragkörpers 26 zumindest
teilweise und ist mit einem Wulst
38 in eine Nut des Tragkörpers 26 eingeknöpft.
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Die Verschlußvorrichtung 13 nach 3 nimmt umgebungsseitig
die luftdurchlässige
aber feuchigkeits- und partikelundurchlässige Membran 18 auf.
Die Membran 18 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff
wie insbesondere PTFE.
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Bei der Verschlußvorrichtung 10 gemäß 4 übergreift die elastische Membran 31 einen Befestigungsabschnitt
des Tragkörpers 27.
Ein Wulst 39 übergreift
ein Ende des Tragkörpers 27.
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Zum Schutz vor Beschädigungen
verfügen die
Verschlußvorrichtungen 10, 13 jeweils
außenseitig über einen
mit Ausnehmungen versehenen Deckel 40, 41.
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- 1
- Hydraulikaggregat
- 2
- Elektromotor
- 3
- Aufnahmekörper
- 4
- Motorwelle
- 5
- Exzenter
- 6
- Hohlraum
- 7
- Lageraußenring
- 8
- Öffnung
- 9
- Verbindungskanal
- 10
- Verschlußvorrichtung
- 11
- Steuervorrichtung
- 12
- Verbindungskanal
- 13
- Verschlußvorrichtung
- 14
- Verschlußkörper
- 15
- Verschlußkörper
- 16
- Dichtsitz
- 17
- Dichtsitz
- 18
- Membran
- 19
- Membran
- 20
- Aufnahmekörper
- 21
- Aufnahmekörper
- 22
- Seitenfläche
- 23
- Seitenfläche
- 24
- Seitenfläche
- 25
- Seitenfläche
- 26
- Tragkörper
- 27
- Tragkörper
- 28
- Durchgangsöffnung
- 29
- Durchgangsöffnung
- 30
- Membran
- 31
- Membran
- 32
- Dichtlippe
- 33
- Dichtlippe
- 34
- Dichtsitz
- 35
- Dichtsitz
- 36
- Zapfen
- 37
- Zapfen
- 38
- Wulst
- 39
- Wulst
- 40
- Deckel
- 41
- Deckel
- U
- Umgebung
- Z
- Achse