DE10320045A1

DE10320045A1 - Hydraulikaggregat

Info

Publication number: DE10320045A1
Application number: DE2003120045
Authority: DE
Inventors: Carsten Pabst; Michael Blasenbrey
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: DE10320045B4

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Hydraulikaggregat für eine elektronisch regelbare Fahrzeugbremsanlage. Bekannte Hydraulikaggregate umfassen einen Gehäuseblock (10) mit Einbauräumen (14), in denen u. a. Antriebsmittel und Pumpelemente aufgenommen sind. Zudem sind am Gehäuseblock (10) hydraulische Anschlüsse (22) für einen anbaubaren Hochdruckspeicher (12), einen Hauptbremszylinder oder für die Radbremszylinder einer Fahrzeugbremsanlage ausgebildet, sowie Druckmittelkanäle (18), die die einzelnen Einbauräume (14) miteinander verbinden. DOLLAR A Die Erfindung ist auf eine fertigungstechnisch günstige, bauraumsparende Anordnung der Einbauräume (14) für die Pumpenelemente und deren Druckmittelkanäle (18) gerichtet. Diese Anordnung erlaubt die Ausbildung eines Anschlusses (22b) für einen extern anbaubaren Hochdruckspeicher (12) an verschiedenen Außenseiten (16) des Gehäuseblocks (10). Damit werden verschiedene Einbaulagen des Hochdruckspeichers (12) in einem Fahrzeug möglich.

Description

Technischer Hintergrund
Die Erfindung geht aus von einem Hydraulikaggregat für eine elektronisch regelbare Fahrzeugbremsanlage entsprechend der Gattung des Anspruchs 1. In Bremsanlagen moderner Kraftfahrzeuge ermöglichen es derartige Hydraulikaggregate, dass das Fahrzeug im Falle eines Bremsvorgangs bei maximaler Fahrzeugverzögerung lenkbar bleibt, dass im Falle der Regelung des Antriebsschlupfs die Kraft des Fahrzeugantriebs in Vortrieb des Fahrzeugs umsetzbar ist, oder dass im Falle einer Regelung der Fahrdynamik das Fahrzeug in der vom Fahrer gewünschten Spur gehalten werden kann. Hierzu regelt das Hydraulikaggregat in Abhängigkeit der Reibungsverhältnisse zwischen den Rädern des Fahrzeugs und der Fahrbahn den Bremsdruck radindividuell. Die Erfassung dieser Reibverhältnisse erfolgt durch fahrzeugseitige Sensoren, deren Signale in einem mit dem Hydraulikaggregat zusammenwirkenden elektronischen Steuergerät verarbeitet werden.

Bekannte Hydraulikaggregate umfassen einen metallischen Gehäuseblock, in den Einbauräume für ein Antriebselement, wenigstens für ein Pumpenelement, für Magnetventile und für Anschlüsse zur hydraulischen Kontaktierung dieses Hydraulikaggregats unter anderem mit einem anbaubaren Hochdruckspeicher, dem Hauptbremszylinder und den Radbremsrylindern einer Fahrzeugbremsanlage ausgebildet sind. Im Gehäuseblock sind darüber hinaus Druckmittelkanäie angeordnet, die die verschiedenen Einbauräume miteinander verbinden.

Die Einbauräume, Anschlüsse und Druckmittelkanäle sind in erster Linie aus fertigungstechnischer Sicht am Gehäuseblock platziert. Dabei ist das Augenmerk auf einen möglichst geringen Zerspanungsaufwand bei gleichzeitig möglichst wenigen Aufspannungen des Rohlings des Gehäuseblocks gerichtet. Möglichst rechtwinklig aufeinandertreffende Zerspanungsquerschnitte werden ebenso angestrebt wie besonders kompakte Außenabmessungen des Gehäuseblocks.

Diese Prämissen führen bei bekannten Hydraulikaggregaten dazu, dass ein anbaubarer Hochdruckspeicher lediglich an einer Seite des Gehäuseblocks montierbar ist. Dies schränkt die Einsetzbarkeit des Hydraulikaggregats für verschiedene Fahrzeugtypen ein.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bei einem Gehäuseblock eines Hydraulikaggregats eine Anordnung von Einbauräumen und Druckmittelkanälen vorzuschlagen, die bei unveränderten Außenabmessungen und Zerspanungseigenschaften des Gehäuseblocks eine breitere Varianz bezüglich der Anordnung eines anbaubaren Hochdruckspeichers ermöglicht. Diese Aufgabe löst ein Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteile der Erfindung

Ein Hydraulikaggregat mit einem Gehäuseblock entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es bei unverändert kompakten Außenabmessungen und nach wie vor guter Zerspanbarkeit die Anordnung eines anbaubaren Hochdruckspeichers in verschiedenen Raumrichtungen erlaubt. Die Erfindung bietet darüber hinaus die Möglichkeit, an Stelle eines einzelnen Speichers zwei getrennte bauraumkleinere Teilspeicher einzusetzen. Die Lage des Speichers und die Länge der Druckmittelkanäle haben entscheidenden Einfluss auf die Funktionseigenschaften und das Betriebsgeräusch der Fahrzeugbremsanlage. In beiden Anordnungen des Hochdruckspeichers sind die Kanallängen und damit das enthaltene Druckmittelvolumen gleich groß. Die Erfindung ermöglicht demnach ohne wesentlichen baulichen Zusatzaufwand eine größere Modellvielfalt, um diese Eigenschaften fahrzeugspezifisch abzustimmen. Die betroffenen Druckmittelkanäle sind besonders kurz ausgebildet und erfordern damit besonders wenig Zerspanungsaufwand. Dies verlängert die Werkzeugstandzeiten. Kurze Kanallängen verringern darüber hinaus das Steuervolumen und erhöhen die Dynamik der Fahrzeugbremsanlage insgesamt.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen oder der nachfolgenden Beschreibung.

Eine Anordnung zweier Pumpenelemente in einem Winkel, der größer ist als 90°, gemäß Anspruch 2, wirkt sich positiv bezüglich der mechanischen Betriebsgeräusche des Hydraulikaggregats aus. Eine Zusammenführung von Druckmittelkanälen in einem Knoten erlaubt besonders kurze Kanallängen und ist fertigungstechnisch besonders einfach und bauraumgünstig darstellbar, wenn diese Kanäle gemäß Anspruch 4 in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats in einer Fahrzeugbremsanlage, die gemäß Anspruch 8 eine muskelkraftbetätigte Hilfsbremse und eine fremdkraftbetätigte Betriebsbremse umfasst, da bei derartigen Bremssystemen besonders voluminöse Speicher notwendig sind und deren Platzierung deshalb besondere Bedeutung zukommt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Gehäuseblock mit Anbauteilen, Einbauräumen und Druckmittelkanälen insoweit, wie es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist.

Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Gehäuseblock 10 mit angebautem Hochdruckspeicher 12. Dieser Gehäuseblock 10 ist vorzugsweise stranggusstechnisch aus legiertem Aluminiumwerkstoff hergestellt und anschließend spanend nachbearbeitet. Bei dieser Nachbearbeitung werden u.a. Einbauräume 14 in den Gehäuseblock 10 eingebracht. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um nach außen offene, abgestufte Sacklochbohrungen, die mit dem Einbau der dafür vorgesehenen Bauelemente nach außen druckmitteidicht verschlossen werden.
Etwa im Zentrum des Gehäuseblocks befindet sich der Einbauraum 14a zur Aufnahme eines Antriebselements. Dieses wird üblicher Weise von einem Exzenter gebildet, dem von einem an den Gehäuseblock 10 anschraubbaren Antriebsmotor eine Rotationsbewegung aufgezwungen wird. Der Exzenter wirkt auf Pumpenelemente ein, die radial zur Umfangsfläche des Exzentereinbauraums 14a in eigenen Einbauräumen 14b, c angeordnet sind. Gemäß der Figur sind die Einbauräume 14b eines ersten Pumpenelements und eines zweiten Pumpenelements 14c in einem Winkel von mehr als 90°, vorzugsweise von 120°, zueinander angeordnet. Die Längsachse des ersten Pumpenelements verläuft demnach schräg zu der linken Außenseite 16a des Gehäuseblocks 10, während die Längsachse des zweiten Pumpenelements senkrecht zur unteren Außenseite 16b ausgerichtet ist. Dementsprechend münden die zugeordneten Einbauräume 14b, c erfindungsgemäß an zwei getrennten, unmittelbar zueinander benachbarten Außenseiten 16a, b aus dem Gehäuseblock 10 aus.
Eine Versorgung der in diese Einbauräume 14b, c eingesetzten Pumpenelemente mit Druckmittel erfolgt durch Druckmittelkanäle 18, die durch Bohren in den Gehäuseblock 10 eingebracht sind. Jedes Pumpenelement verfügt zumindest über einen Druckmittel zuführenden Kanal 18a und einen Druckmittel wegführenden Kanal 18b, wobei diese Kanäle 18a, b jeweils im Wesentlichen quer zu den Längsachsen der Pumpenelemente ausgerichtet sind. Dies vermindert den Verschleiß am Bohrwerkzeug und gewährleistet den gewünschten Verlauf der Bohrungsachse. Im Falle des ersten Pumpenelements geht der Druckmittel zuführende Kanal 18a von der gemäß der Figur unteren Außenseite 16b aus und im Falle des zweiten Pumpenelements von der rechten Außenseite 16c des Gehäuseblocks 10. Beide Kanäle 18a liegen in einer gemeinsamen Ebene und treffen in einem Knoten 20a aufeinander. Dieser Knoten 20a liegt im Bereich des kleineren, zwischen beiden Einbauräumen 14b, c der Pumpenelemente eingeschlossenen Winkelabschnitts des Gehäuseblocks 10. Der Kanal 18a des zweiten Pumpenelements endet im Umgebungsbereich dieses sogenannten Niederdruckknotens 20a.
Die den Außenseiten 16 des Gehäuseblocks 10 zugewandten Endbereiche dieser Kanalabschnitte sind in ihrem Innendurchmesser vergrößert. Am innen liegenden Ende dieser Durchmesservergrößerungen sind am fertig montierten Hydraulikaggregat Verschlusselemente angeordnet, welche diese Kanäle 18a druckmitteldicht zur Umgebung hin verschließen. Über die Positionierung der Verschlusselemente wird die vom Druckmittel durchströmte Länge des Kanals 18a auf das erforderliche Minimum begrenzt und damit das Steuervolumen und die Dynamik der Fahrzeugbremsanlage optimiert.
In der Figur ist ein weiterer Druckmittelkanal 18c vorgesehen, der im Wesentlichen gegenüberliegend zum Druckmittel zuführenden Kanal 18a in den Einbauraum 14b des ersten Pumpenelements einmündet. Dieser Druckmittelkanal 18c geht von der oberen Außenseite 16d des Gehäuseblocks 10 aus. Dort ist an diesem Druckmittelkanal 18c ein Anschluss 22a ausgebildet, an den eine Versorgungsleitung anschließbar ist. Letztere verbindet das Hydraulikaggregat mit dem Vorratsbehälter eines Hauptbremszylinders einer Fahrzeugbremsanlage.
Die Druckmittel von den Pumpenelementen wegführenden Kanäle 18b sind gleichartig wie die Druckmittel zuführenden Kanäle 18a ausgebildet, jedoch in einer zweiten Ebene geführt. Diese Kanäle 18b gehen jeweils von denjenigen Außenseiten 16 des Gehäuseblocks aus, an denen auch die Einbauräume 14b, c der Pumpenelemente ausmünden und treffen ebenfalls in einem Knoten 20b aufeinander. Auch dieser sogenannte Hochdruckknoten 20b befindet sich im Bereich des kleineren von den Einbauräumen 14b, c der Pumpenelemente eingeschlossenen Winkelbereich des Gehäuseblocks 10. Mit den Druckmittel wegführenden Kanälen 18b ist wenigstens ein Anschluss 22b für einen extern anbaubaren Hochdruckspeicher 12 hydraulisch verbunden. Um die beiden alternativen Befestigungsmöglichkeiten für den Hochdruckspeicher 12 am Gehäuseblock 10 darzustellen, sind in der Figur beispielhaft beide Hochdruckspeicher 12 eingezeichnet.
Der eine Anschluss 22b befindet sich am Ende des Druckmittel wegführenden Kanals 18b des ersten Pumpenelements an der unteren Außenseite 16b des Gehäuseblocks 10, während der zweite Anschluss 22b an der linken Außenseite 16a angeordnet ist und den Kanal 18b des ersten Pumpenelements durchquert. Die Druckmittel von den Pumpenelementen wegführenden Kanäle 18b sind mit einer weiteren Leitung 24 verbunden, die in einer Ebene hinter der des Einbauraums 14c des zweiten Pumpenelements im Wesentlichen in horizontaler Richtung verläuft. Diese Leitung 24 endet an der rechten Außenseite 16c des Gehäuseblocks 10, wo sie von einem Stopfen verschlossen ist. Diese Leitung 24 stellt eine hydraulische Verbindung zwischen insgesamt vier horizontal nebeneinander liegenden Einbauräumen 14d für Magnetventile dar. Diese Einbauräume 14d sind zur Rückseite des Gehäuseblocks 10 hin offen und enden sacklochartig im Inneren des Gehäuseblocks 10. Sie sind zur Aufnahme von elektromagnetisch ansteuerbaren Einlassventilen vorgesehen, die den jeweiligen Radbremsrylindern der Fahrzeugräder zugeordnet sind. Durch radindividuelle Ansteuerung eines dieser Einlassventile erfolgt der Aufbau des Bremsdrucks am zugeordneten Radbremsrylinder und damit eine gezielte Abbremsung dieses Rades. Selbstverständlich sind zur Bremsdruckregelung neben den beschriebenen Einlassventilen noch Auslassventile zur Absenkung des Bremsdrucks nötig. Da deren Anordnung auf die Anordnung der Hochdruckspeicher 12 ohne Belang ist, wurde auf deren Darstellung in der Figur aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet.
Hochdruckspeicher 12 sind insbesondere bei Fahrzeugbremsanlagen notwendig, die eine fremdkraftbetätigte Betriebsbremse und eine muskelkraftbetätigte Hilfsbremse aufweisen. Bei funktionstüchtiger Betriebsbremse ist die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremsrylinder und den Radbremsrylindern durch sogenannte Trennventile unterbrochen. Mit dem Tritt des Fahrers auf das Bremspedal gibt dieser lediglich einen maximalen Verzögerungswunsch vor, der vom Hydraulikaggregat entsprechend den an den Fahrzeugrädern herrschenden Bedingungen selbsttätig in einen radindividuell regelbaren Bremsdruck umgesetzt wird. Dieser Bremsdruck wird von den Pumpenelementen erzeugt und im Hochdruckspeicher 12 vorgehalten. Die Hochdruckspeicher 12 stellen die für eine derartige Fahrzeugbremsanlage notwendige Druckaufbaudynamik in den Radbremsrylindern sicher. Die beschriebene Ausbildung und Anordnung der Kanäle 18 von und zu den Einbauräumen 14b, c der Pumpenelemente erlaubt die Ausbildung von zwei in unterschiedlichen Raumrichtungen ausgerichteten Anschlüssen 22b für externe Hochdruckspeicher 12. Als Hochdruckspeicher 12 lassen sich bezüglich ihres konstruktiven Aufbaus herkömmlich bekannte Membranspeicher, Blasenspeicher oder Faltenbalgspeicher einsetzen, die über einen Stutzen mit Anschlussgewinde unmittelbar am Gehäuseblock 10 festlegbar sind. Ein in den Hochdruckspeichern 12 verankertes flexibles Element trennt in ein eingeschlossenes Gasvolumen gegenüber dem Druckmittelvolumen der Fahrzeugbremsanlage ab und ist auf Grund seiner Verformbarkeit in der Lage, ein gewünschtes Druckniveau im Druckmittelkreis aufrecht zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht es, den Hochdruckspeicher 12 eines Hydraulikaggregats in unterschiedliche Raumrichtungen auszurichten und damit die Betriebseigenschaften, wie beispielsweise das Betriebsgeräusch der Fahrzeugbremsanlage zu beeinflussen und, oder etwaigen zur Verfügung stehenden Freiraum im Motorraum eines Kraftfahrzeugs für den Einbau des Hydraulikaggregats zu nutzen. Der Gehäuseblock 10 kann zur Einsparung von Umrüstkosten in der Zerspanung stets mit beiden Anschlüssen 22b ausgeführt werden, von denen jeweils der nicht benötigte Anschluss 22b im Verlauf der weiteren Montage des Hydraulikaggregats mit einem Stopfen verschlossen wird. Genauso wäre es jedoch denkbar, nur den jeweils benötigten Anschluss 22b zu zerspanen. Abgesehen davon könnten am Gehäuseblock 10 auch zwei bauraumkleinere Hochdruckspeicher 12 an Stelle eines einzigen voluminöseren Speichers vorgesehen werden.
Selbstverständlich sind weitere Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Dieser Grundgedanke wird insbesondere in einer größeren Flexibilität bezüglich der Anordnung anbaubarer Hochdruckspeicher 12 gesehen.

Claims

Hydraulikaggregat für eine elektronisch regelbare Fahrzeugbremsanlage, mit einem Gehäuseblock (10), der mit Einbauräumen (14), beispielsweise zur Aufnahme von wenigstens einem Antriebsmittel und von wenigstens einem vom Antriebsmittel beaufschlagten Pumpenelement versehen ist, der Anschlüsse (22) zur hydraulischen Kontaktierung eines anbaubaren Hochdruckspeichers (12), eines Hauptbremszylinders oder wenigstens eines Radbremszylinders der Fahrzeugbremsanlage aufweist und der Druckmittel führende Kanäle (18) umfasst, welche hydraulische Verbindungen zwischen diesen Einbauräumen (14) und den Anschlüssen (22) herstellen, wobei wenigstens ein erster Druckmittelkanal (18a) dem Pumpenelement Druckmittel unter niedrigem Druck zuführt und wenigstens ein zweiter Druckmittelkanal (18b) Druckmittel unter Hochdruck vom Pumpenelement wegführt und wobei der Anschluss (22b) des Hochdruckspeichers (12) mit dem Druckmittel unter Hochdruck vom Pumpenelement wegführenden Druckmittelkanal (18b) hydraulisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Pumpenelemente vorgesehen sind, deren Einbauräume (14b, c) an zwei getrennten, unmittelbar benachbarten Außenseiten (16a, b) des Gehäuseblocks (10) ausmünden und dass die ein Druckmittel von den Pumpenelementen wegführenden Druckmittelkanäle (18b) in einem gemeinsamen Knotenpunkt (22b) aufeinander treffen, wobei dieser Knotenpunkt (22b) im Bereich des kleineren, zwischen den Einbauräumen (14b und c) der beiden Pumpenelemente eingeschlossenen Winkelabschnitts des Gehäuseblocks (10) liegt.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Einbauräumen (14b, c) der Pumpenelemente eingeschlossene, kleinere Winkelabschnitt des Gehäuseblocks (10) einen Öffnungswinkel größer als 90°, vorzugsweise von 120°, aufweist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pumpenelementen Druckmittel zuführenden Druckmittelkanäle (18a) in einem gemeinsamen Knotenpunkt (22a) aufeinander treffen und dass dieser Knotenpunkt (22a) im Bereich des kleineren, zwischen den Einbauräumen (14b, c) der beiden Pumpenelemente eingeschlossenen Winkelabschnitts des Gehäuseblocks (10) liegt.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel zu- und wegführenden Druckmittelkanäle (18) jeweils in einer gemeinsamen Ebene des Gehäuseblocks (10) verlaufen und am Knotenpunkt (22) im Wesentlichen rechtwinklig aufeinander treffen.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel wegführenden Kanäle (18b) von den Außenseiten (16a, b) des Gehäuseblocks (10) ausgehen, an denen die Einbauräume (14b, c) der Pumpenelemente ausmünden und dass der Anschluss (22b) des Hochdruckspeichers (12) an wenigstens einem Ende eines Druckmittelkanals (18b) ausgebildet ist.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel wegführenden Kanäle (18b) von den Außenseiten (16a, b) des Gehäuseblocks (10) ausgehen, an denen die Einbauräume (14b, c) der Pumpenelemente ausmünden, und dass der Anschluss (22b) des Hochdruckspeichers (12) einen Druckmittelkanal (18b) durchquert.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Hydraulikaggregat für eine elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einer muskelkraftbetätigten Hilfsbremsanlage und einer fremdkraftbetätigten Betriebsbremsanlage.