Pumpe für das ABS-System

Die Erfindung betrifft eine Exzenteranordnung mit einem Gehäuse, mit einem Exzenterwellenabschnitt zur exzentrischen Rotation um eine Hauptdrehachse, wobei der Exzenterwellenabschnitt eine Innenlaufbahn bereitstellt oder trägt, mit einer Wälzlagereinrichtung, wobei die Wälzlagereinrichtung auf dem Exzenterwellenabschnitt angeordnet ist und eine Exzenterachse definiert, wobei die Wälzlagereinrichtung eine Mehrzahl von Wälzkörpern und eine Außenlaufbahneinrichtung aufweist, wobei die Außenlaufbahneinrichtung eine Außenlaufbahn für die Wälzkörper bereitstellt und wobei die Wälzkörper in einem Wälzkörperraum auf der Innenlaufbahn und auf der Außenlaufbahn abrollen, mit einem Stützelement und mit einer Stützfläche als Stützpartner, wobei das Stützelement auf der Stützfläche bewegend aufliegt, wobei die Stützpartner gemeinsam eine axiale Abstützung des Exzenterwellenabschnitts an dem Gehäuse bilden und wobei einer der Stützpartner gehäusefest angeordnet ist und der andere Stützpartner sich an dem Exzenterwellenabschnitt abstützt. Die Erfindung betrifft auch eine Pumpe für ein ABS-System mit dieser Exzenteranordnung.

Derartige Pumpen werden bei Fahrzeugen zum Beispiel in ABS-Systemen eingesetzt und beruhen auf einem Radialkolbenprinzip. Die Pumpen weisen in bekannter Bauart eine Antriebswelle mit einem Exzenterabschnitt auf, auf den ein Wälzlager aufgesetzt ist, welches in seiner Gesamtheit exzentrisch um die Drehachse der Welle rotiert. Die Pumpen weisen Kolbenzylinderanordnungen zum Pumpen eines Fluids auf, wobei die Kolbenenden an einer äußeren Mantelfläche des Wälzlagers anliegen und durch die exzentrische Bewegung des Wälzlagers und damit der Mantelfläche des Wälzlagers oszillatorisch betätigt werden. Eine derartige Pumpe ist in der Druckschrift DE 102 41 306 A1 offenbart, wobei diese Druckschrift wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Auf einen Exzenterabschnitt einer Welle ist ein Wälzlager aufgesetzt, welches durch eine Nadelhülse, in der eine Mehrzahl von Nadeln in einem Käfig angeordnet ist, gebildet wird. Die Nadelhülse ist an einem axialen Ende geschlossen und bildet mit diesem axialen Ende eine Kontaktfläche für eine Kugel, welche fest in dem Gehäuse der Pumpe angeordnet ist, sodass sich die Nadelhülse bei der exzentrischen Bewegung an der Kugel abstützen kann. An dem gegenüberliegenden axialen Ende endet die Nadelhülse in einem Bord, welches umlaufend zu einer Durchgangsöffnung für den Exzenterabschnitt angeordnet ist. In radialer Richtung stützen sich an der Nadelhülse Kolbenenden von Arbeitskolben ab.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Exzenteranordnung mit hoher Verlässlichkeit im Betrieb sowie eine entsprechende Pumpe vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Exzenteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Gegenstand der Erfindung ist eine Exzenteranordnung, welche vorzugsweise für eine Pumpe geeignet und/oder ausgebildet ist. Die Pumpe ist vorzugsweise zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks in einem ABS-System eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet. Die Exzenteranordnung weist einen Exzenterwellenabschnitt auf, wobei der Exzenterwellenabschnitt konstruktiv so ausgebildet ist, dass dieser um eine Hauptdrehachse exzentrisch rotiert. Vorzugsweise ist der Exzenterwellenabschnitt exzentrisch auf einer Antriebswelle angeordnet, wobei die Antriebswelle durch ihre Rotation die Hauptdrehachse definiert. Optional bildet die Antriebswelle einen Teil der Exzenteranordnung. Der Exzenterwellenabschnitt stellt eine Innenlaufbahn bereit oder trägt ein Bauteil mit der Innenlaufbahn. Besonders bevorzugt ist die Innenlaufbahn auf dem Grundmaterial des Exzenterwellenabschnitts angeordnet oder durch dieses gebildet.

Die Exzenteranordnung weist eine Wälzlagereinrichtung auf, wobei die Wälzlagereinrichtung insbesondere als eine Radialwälzlagereinrichtung ausgebildet ist. Die Wälzlagereinrichtung ist auf dem Exzenterwellenabschnitt angeordnet und definiert mit ihrer Rotationsachse eine Exzenterachse. Die Exzenterachse und die Hauptdrehachse sind parallel versetzt zueinander angeordnet, wobei die Exzenterachse im Betrieb um die Hauptdrehachse exzentrisch rotiert.

Die Wälzlagereinrichtung weist eine Mehrzahl von Wälzkörpern sowie eine Außenlaufbahneinnchtung auf, wobei die Wälzkörper in einem Wälzkörperraum in der Außenlaufbahneinnchtung umlaufend um die Exzenterachse angeordnet sind. Die Wälzkörper sind insbesondere als Rollen, im Speziellen als Nadelrollen, ausgebildet. In der Ausgestaltung als Nadelrollen weisen diese eine axiale Längserstreckung auf, welche größer als drei Mal der Durchmesser ist. Vorzugsweise sind die Wälzkörper, insbesondere die Rollen, im Speziellen die Nadelrollen, in einem Käfig angeordnet und besonders bevorzugt käfiggeführt. Die Außenlaufbahneinnchtung stellt eine Außenlaufbahn für die Wälzkörper zur Verfügung. Die Außenlaufbahneinnchtung ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zu der Exzenterachse ausgebildet. Die Wälzkörper rollen, insbesondere wälzen, auf der Innenlaufbahn und auf der Außenlaufbahn ab. Die Innenlaufbahn und/oder die Außenlaufbahn sind bevorzugt als gerade Zylindermantelflächen ausgebildet, welche koaxial und/oder konzentrisch zu der Exzenterachse angeordnet sind.

Die Exzenteranordnung weist ein Stützelement sowie eine Stützfläche auf, wobei das Stützelement und die Stützfläche jeweils einen Stützpartner bilden. Das Stützelement liegt auf der Stützfläche bewegend auf. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Exzenteranordnung so ausgelegt ist, dass das Stützelement als ein Gleitelement im Betrieb ausschließlich gleitend auf der Stützfläche als Gleitfläche verschoben wird oder dass das Stützelement als ein Gleit- Rollelement auf der Stützfläche als Gleit-Rollfläche abrollt und zugleich abgleitet. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Stützelement als ein Rollelement ausgebildet ist, welches auf der Stützfläche als Rollfläche ausschließlich abrollt. Die Stützfläche ist vorzugsweise eben, insbesondere plan ausgebildet. Die Stützpartner bilden gemeinsam eine axiale Abstützung des Exzenterwellenabschnitts an dem Gehäuse. Insbesondere bilden diese ein Übertragungsglied oder eine Übertragungskette zur Übertragung von Druckkräften zwischen dem Exzenterwellenabschnitt und dem Gehäuse und zwar in einer axialen Richtung zu der Hauptdrehachse und/oder der Exzenterachse. Es ist vorgesehen, dass sich der eine Stützpartner an dem Exzenterwellenabschnitt zur Übertragung von axialen Druckkräften abstützt und der andere Stützpartner gehäusefest angeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung wird beansprucht, dass die Stützfläche als der eine Stützpartner gehäusefest angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Belastungen, welche von dem Stützelement in die Stützfläche eingeleitet werden, über das Gehäuse abgeleitet werden können und auf diese Weise die bewegten Teile der Exzenteranordnung nicht belasten. Vergleicht man diese Ausgestaltung mit dem bekannten Stand der Technik, so stellt man fest, dass in der bereits bekannten Bauweise die Gefahr besteht, dass die Stützfläche aufgrund der Druckbelastung durch das Stützelement in einer Ebene senkrecht zu der Hauptdrehachse und/oder zu der Exzenterachse verschwenkt wird und auf diese Weise Spannungen in das Wälzlager einbringt. Im Gegensatz hierzu ist die Stützfläche gehäusefest aufgenommen und kann dadurch stabiler abgestützt werden. Dadurch wird die Belastung auf das Wälzlager verringert, deren Verschleiß vermindert und folglich die Verlässlichkeit der Exzenteranordnung im Betrieb verbessert.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Stützelement in radialer Richtung durch die Außenlaufbahneinrichtung abgestützt ist. Die radiale Richtung bezieht sich insbesondere auf die Exzenterachse. Insbesondere ergibt sich eine Wechselwirkung zwischen dem Stützelement und der Außenlaufbahneinrichtung. Zum einen wird durch die Außenlaufbahneinrichtung das Stützelement auf der Exzenterachse gehalten, sodass ein Verkippen oder Verschieben minimiert ist, zum anderen wird die Außenlaufbahneinrichtung durch das Stützelement an der vorgegebenen Position und/oder lagerichtig gehalten. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Außenlaufbahneinrichtung in axialer Richtung der Exzenterachse und zwar hin zu der Stützfläche durch das Stützelement vorzugsweise formschlüssig gehalten. Somit wird durch das Stützelement zudem sichergestellt, dass die Außenlaufbahneinrichtung nicht in Richtung der Stützfläche wandern kann, sondern lagerichtig gesichert ist. Durch die axiale Positionierung oder Führung der Außenlaufbahneinrichtung durch das Stützelement wird somit ebenfalls die Lebensdauer der Wälzlagereinrichtung und damit die Verlässlichkeit der Exzenteranordnung erhöht.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Stützelement als eine Kugel ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung ist es weiter besonders bevorzugt, dass die Stützfläche plan oder eben ausgebildet ist.

Die Kugel kann in der Außenlaufbahneinrichtung drehfest aufgenommen sein. Alternativ hierzu ist die Kugel in der Außenlaufbahneinrichtung drehbar und/oder rollbar gelagert, so dass die Kugel als das Stützelement sich während des Abrollens auf der Stützfläche reibungsarm in der Außenlaufbahneinrichtung drehen kann.

Eine Anlauffläche, insbesondere Stirnfläche auf dem Exzenterwellenabschnitt, an dem sich die Kugel als Stützelement abstützt, kann eben ausgebildet sein. Alternativ hierzu trägt diese Fläche eine Zentrierung, wie zum Beispiel eine Vertiefung, um die Kugel als Stützelement in der Position zu definieren.

Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass die Stützfläche durch das Grundmaterial des Gehäuses gebildet wird und somit nur als ein vorzugsweise planer Bereich von dem Gehäuse ausgebildet ist. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Exzenteranordnung eine Stützplatte auf, wobei die Stützplatte stationär in oder zu dem Gehäuse angeordnet ist und die Stützfläche bildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Gehäuse aus einem kostengünstigen Material, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, gefertigt werden kann, und durch die eingelegte Stützplatte, welche beispielsweise aus Stahl gefertigt ist, trotzdem eine ausreichende Abriebfestigkeit und mechanische Stabilität erreicht werden kann. Die Stützplatte kann als ein plattenförmiges Bauteil ausgebildet sein. Alternativ ist die Stützplatte ein Abschnitt von einem komplexeren Bauteil, welches gehäusefest angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Außenlaufbahneinrichtung eine Aufnahme für das Stützelement auf. Besonders bevorzugt kann das Stützelement in die Aufnahme verliersicher angeordnet werden und/oder ist in der Aufnahme verliersicher angeordnet. Eine derartige Aufnahme erleichtert die Montage der Exzenteranordnung, da bei der Montage das Stützelement, insbesondere die Kugel, nicht versehentlich verloren gehen kann. Bei einer besonders bevorzugten Realisierung ist die Aufnahme als eine Schnappaufnahme ausgebildet, in die das Stützelement, insbesondere die Kugel, eingeschnappt werden kann. In der Schnappaufnahme wird das Stützelement, insbesondere die Kugel vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Optional ist es möglich, dass die Aufnahme als eine Lagerung, insbesondere als eine Gleitlagerung und/oder Wälzkörperlagerung, insbesondere Kugellagerung, für das Stützelement, insbesondere für die Kugel ausgebildet ist.

Bei einer sehr kostengünstigen Fertigung ist die Außenlaufbahneinrichtung als eine Hülse mit einem Hülsenboden ausgebildet. Die Hülse ist besonders bevorzugt umformtechnisch hergestellt und im Speziellen als eine tiefgezogene Hülse ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme, insbesondere die Schnappaufnahme, in den Hülsenboden durch eine Verfahrensfolge von Umformen und Trennen eingebracht ist. Besonders bevorzugt weist der Hülsenboden eine insbesondere kreisrunde Durchgangsöffnung auf, welche in Richtung des Exzenterwellenabschnitts einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Stützelements, insbesondere der Kugel, gewählt ist und ferner eine konkave Aufnahmestruktur aufweist, welche das Stützelement, insbesondere die Kugel, formschlüssig aufnimmt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpe für ein ABS-System, wobei die Pumpe eine Exzenteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei der Exzenterwellenabschnitt mit einer Antriebswelle der Pumpe wirkverbunden, insbesondere drehfest gekoppelt, ist und die Pumpe mindestens eine Kolbenzylindereinheit aufweist, wobei ein Kolbenende des Kolbens sich an einer äußeren Mantelfläche der Wälzlagereinrichtung abstützt, sodass eine Rotationsbewegung der Eingangswelle über den Exzenterwellenabschnitt und die Wälzlagereinrichtung in eine oszillierende Bewegung des Kolbens umgesetzt wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Ausschnitts einer Pumpe mit einer Exzenteranordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 2 und 3 jeweils einen schematischen Längsschnitt als Teilvergrößerung der Aufnahme der Außenlaufbahneinrichtung.

Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung eine Extenteranordnung 1 als Detail einer Pumpe 22 für ein ABS-System. Die Pumpe 1 ist als eine Radialkolbenpumpe ausgebildet und setzt eine über eine Eingangswelle 2 eingebrachte Rotationsbewegung in eine oszillierende Bewegung von in diesem Beispiel zwei Kolbenstangen oder Plungern 3. Die oszillierende Bewegung verläuft in einer radialen Richtung zu einer Hauptdrehachse H, welche durch die Rotation der Eingangswelle 2 definiert ist.

Auf der Eingangswelle 2 ist ein Exzenterwellenabschnitt 4 angeordnet und insbesondere drehfest mit der Eingangswelle 2 verbunden beziehungsweise bildet einen Endabschnitt der Eingangswelle 2. Der Exzenterwellenabschnitt 4 ist in einem Querschnitt senkrecht zu der Hauptdrehachse H kreisrund ausgebildet. Der Exzenterwellenabschnitt 4 definiert eine Exzenterachse E, wobei die Exzenterachse E parallel versetzt zu der Hauptdrehachse H der Eingangswelle 2 angeordnet ist. Die Eingangswelle 2 ist in einem Gehäuse 5 der Pumpe 1 über eine Lagereinrichtung 6, welche als ein Kugellager ausgebildet ist, drehbar gelagert. Auf dem Exzenterwellenabschnitt 4 ist eine Wälzlagereinrichtung 7 angeordnet.

Die Wälzlagereinrichtung 7 weist eine Außenlaufbahneinnchtung 8 auf, welche als eine Hülse ausgebildet ist. Der Exzenterwellenabschnitt 4 stellt eine Innenlaufbahn 9 und die Außenlaufbahneinnchtung 8 eine Außenlaufbahn 10 bereit. Innenlaufbahn 9 und Außenlaufbahn 10 sind koaxial und konzentrisch zueinander ausgebildet und jeweils als eine gerade Zylindermantelfläche realisiert. Innenlaufbahn 9 und Außenlaufbahn 10 sind zudem koaxial und/oder konzentrisch zu der Exzenterachse E ausgerichtet. In der Außenlaufbahneinnchtung 8 in einem Wälzkörperraum 1 1 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern 12 angeordnet, welche als Rollen, insbesondere Zylinderrollen, ausgebildet sind und welche auf der Innenlaufbahn 9 und der Außenlaufbahn 10 abrollen, insbesondere abwälzen. Die Plunger 3 liegen mit einer freien Endseite auf einer äußeren Mantelfläche 13 der Außenlaufbahneinnchtung 8 an.

Die als Hülse ausgebildete Außenlaufbahneinnchtung 8 weist einen Hülsenboden 14 auf, welcher die Außenlaufbahneinnchtung 8 auf einer axialen Seite abschließt. Zwischen einer Stirnseite 15 des Exzenterwellenabschnitts 4 und einer Stützplatte 16, welche in dem Gehäuse 5 angeordnet ist, ist ein Stützelement in Form einer Kugel 17 angeordnet, wobei sich der Exzenterwellenabschnitt 4 mit seiner Stirnseite 15 über die Kugel an der Stützplatte 16 abstützt. Genauer betrachtet bildet die Kugel ein Stützelement 17, welches sich an einer Stützfläche 18 der Stützplatte 16 als weiteren Stützpartner abstützt. Die Stützfläche 18 und die Stirnseite sind parallel zueinander ausgerichtet. Der Hülsenboden 14 weist eine Durchgangsöffnung 19 auf, in der die Kugel angeordnet ist. Die Kugel und/oder die Durchgangsöffnung 19 ist mittig zu der Exzenterachse E angeordnet. In radialer Richtung stützt sich das Stützelement 17, ausgebildet als Kugel, an der Außenlaufbahneinrichtung 8 ab, sodass sich die Außenlaufbahneinrichtung 8 und das Stützelement 17, ausgebildet als Kugel, gegenseitig mittig zu der Exzenterachse E zentrieren. Beispielsweise ist das Gehäuse 5 aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und die Stützplatte 16 ist aus einem Stahlwerkstoff realisiert, sodass die Abstützung verschleißarm bis verschleißfrei ausgebildet ist.

In den Figuren 2 und 3 ist ein Ausschnitt des Hülsenbodens 14 im Bereich der Durchgangsöffnung 19 einmal mit Stützelement 17 (Figur 2) und einmal ohne Stützelement 17 (Figur 3) dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Durchgangsöffnung 19 eine Aufnahme 20 für das Stützelement in Form einer Kugel 17 bildet. Wie sich insbesondere aus der Figur 3 ergibt, ist die Durchgangsöffnung 19 auf einer der dem Exzenterwellenabschnitt 4 zugewandten Seite bis auf einen Durchmesser D1 verkleinert, wobei der Durchmesser D1 kleiner als der Durchmesser DO der Kugel ist. In einem Mittelbereich weist die Aufnahme 20 einen Durchmesser D2 oder Durchmesserverlauf auf, welcher so an den Durchmesser DO der Kugel angepasst ist, dass diese schnappend gehalten wird. Anders ausgedrückt, kann die Kugel in die Aufnahme 20 eingeschnappt werden und wird dort verliersicher gehalten. Der Durchmesser D1 ist dabei so ausgeführt, dass die Kugel nicht durch den Hülsenboden 14 durchgeschoben werden kann oder, dass der Hülsenboden 14 über die Kugel in Richtung der Pfeile 21 zu der Stützfläche 18 abgezogen werden kann. Dadurch wird der Hülsenboden 14 und damit die Außenlaufbahneinrichtung 8 durch die Kugel formschlüssig an einem Verschieben in Richtung der Stützplatte 16 gehindert. Die Aufnahme 20 kann in axialer Draufsicht beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein oder durch mehrere Zungen, welche in radialer Richtung verlaufen, gebildet sein. Bezugszeichenliste

1 Exzenteranordnung

2 Eingangswelle

3 Plunger

4 Exzenterwellenabschnitt

5 Gehäuse

6 Lagereinrichtung

7 Wälzlagereinrichtung

8 Außenlaufbahneinnchtung

9 Innenlaufbahn

10 Außenlaufbahn

1 1 Wälzkörperraum

12 Wälzkörper

13 Mantelfläche

14 Hülsenboden

15 Stirnseite

16 Stützplatte

17 Stützelement

18 Stützfläche

19 Durchgangsöffnung

20 Aufnahme

21 Pfeile

DO, D1 , D2 Durchmesser

E Exzenterachse

H Hauptdrehachse