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Dokumentenidentifikation DE19627668A1 15.01.1998
Titel Antriebsvorrichtung, insbesondere als Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge
Anmelder Hydraulik-Ring Antriebs- und Steuerungstechnik GmbH, 72622 Nürtingen, DE
Erfinder Niethammer, Bernd, 72622 Nürtingen, DE;
Knecht, Andreas, 72119 Ammerbuch, DE;
Webner, Michael, 09116 Chemnitz, DE;
Heinz, Michael, 01689 Niederau, DE
Vertreter Jackisch-Kohl und Kollegen, 70469 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 10.07.1996
DE-Aktenzeichen 19627668
Offenlegungstag 15.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.01.1998
IPC-Hauptklasse F15B 9/10
IPC-Nebenklasse B62D 5/06   F04C 2/10   H02K 5/132   H02K 7/14   
IPC additional class // H02K 23/00,29/00  
Zusammenfassung Die Antriebsvorrichtung hat einen Motor mit einer Motorwelle und eine Pumpe, die Pumpenelemente hat, deren Antrieb von der Motorwelle abgeleitet ist und die Pumpendeckel aufweist. Ferner ist ein Pumpenträger vorgesehen, der zwischen dem Motor und der Pumpe angeordnet ist.
Um die Antriebsvorrichtung so auszubilden, daß sie bei einfacher konstruktiver Ausgestaltung nur ein geringes Gewicht hat, eine kurze Baulänge und ein geringes Bauvolumen aufweist, ist der Pumpendeckel durch den Pumpenträger gebildet, der von der Motorwelle durchsetzt ist. Bei dieser Vorrichtung bildet der Pumpenträger gleichzeitig einen Pumpendeckel, so daß ein zusätzlicher Pumpendeckel eingespart werden kann. Dadurch wird die Baulänge der Vorrichtung verringert. Die Motorwelle kann als Antriebswelle dienen, so daß auch eine zusätzliche Pumpenwelle entfallen kann.
Die Antriebsvorrichtung eignet sich besonders als Lenkhilfe bei Kraftfahrzeugen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere als Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Antriebsvorrichtungen bekannt, die als Lenkhilfe bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Solche Antriebsvorrichtungen haben einen Elektromotor, mit dem eine Pumpe angetrieben wird, welche Hydraulikmedium zur Lenkunterstützung unter Druck setzt. Die Pumpe hat Pumpenelemente, die zwischen zwei Pumpendeckeln angeordnet sind. Diese Pumpe wird auf dem Pumpenträger befestigt, der innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und die Pumpe vom Elektromotor trennt. Diese Antriebsvorrichtung hat eine große Baulänge und ein großes Bauvolumen und ist gewichtsmäßig verhältnismäßig schwer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Antriebsvorrichtung so auszubilden, daß sie bei einfacher konstruktiver Ausgestaltung nur ein geringes Gewicht hat, eine kurze Baulänge und ein geringes Bauvolumen aufweist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Antriebsvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung bildet der Pumpenträger gleichzeitig einen Pumpendeckel der Pumpe. Infolge der Einsparung eines zusätzlichen Pumpendeckels wird die Baulänge der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung verringert, so daß sie auch dort eingebaut werden kann, wo nur ein kleiner Einbauraum zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird das Gewicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung entsprechend verringert. Da die Motorwelle den Pumpenträger durchsetzt, kann sie gleichzeitig auch die Antriebswelle der Pumpe sein, so daß eine zusätzliche Pumpenwelle sowie eine Kupplung zwischen einer solchen Pumpenwelle und der Motorwelle entfallen kann. Dadurch wird das Gewicht der Antriebsvorrichtung ebenfalls erheblich verringert.

Vorteilhaft liegen der Motor und die Pumpe in einem gemeinsamen Gehäuse. Dies trägt zu einer einfachen baulichen Gestaltung und auch zu einer einfachen Montage der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung bei.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,

Fig. 2 in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt einen Teil einer Pumpe der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Pumpe der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,

Fig. 5 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in Explosivdarstellung,

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt die Verbindung eines Pumpenträgers mit einem Mantel eines Elektromotors und mit einem Tank der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,

Fig. 7 im Axialschnitt einen Teil eines Gehäuses des Elektromotors der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.

Die in den Zeichnungen dargestellte Antriebsvorrichtung ist für die Lenkung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Sie kann aber auch beispielsweise zur Getriebesteuerung oder Verdecksteuerung des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Darüberhinaus sind Anwendungen im Bereich von geregelten Systemen, von Pumpen zum Antrieb von Pressen und dgl., von Liften oder von Bremsanlagen möglich.

Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 hat einen Elektromotor 1 und eine Pumpe 2, die durch einen Pumpenträger 3 voneinander getrennt sind. Der Elektromotor 1 und die Pumpe 2 liegen in einem gemeinsamen Gehäuse 4, das pumpenseitig durch einen Deckel 5 verschließbar ist. Das Gehäuse 4 kann aus Kunststoff, aus einem Rohrstück mit oder ohne Boden oder aus Druckguß bestehen. Motorseitig ist das Gehäuse 4 mit einem Boden 6 versehen, der im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Gehäuse 4 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann der Boden 6 aber auch ein gesonderter Teil sein, der beispielsweise auf oder in das Gehäuse geschraubt wird. Der Pumpenträger 3 ist im Gehäuse 4 untergebracht und liegt über seinen Umfang an der Innenwandung des Gehäuses 4 an. Die Antriebsvorrichtung wird über zwei Schwingungsdämpfer 7 und 8, die in halber Höhe des Gehäuses liegen sowie an der Unterseite des Gehäusebodens 6 vorgesehen sind, am Kraftfahrzeug befestigt.

Der Elektromotor 1 ist im Ausführungsbeispiel ein Bürstenmotor und hat eine Motorwelle 9, die axial im Gehäuse 4 verläuft und mit ihrem in der Einbaulage der Antriebsvorrichtung unteren Ende mittels eines Lagers 10 im Gehäuseboden 6 drehbar gelagert ist. Auf der Motorwelle 9 sitzt drehfest ein Rotor 11, der von einem gehäusefesten Stator 12 umgeben ist. Er wird vorteilhaft durch Magnetschalen gebildet, die auf einem ringförmigen Rückschlußteil 13 befestigt sind. Er ist an der Innenwandung des Gehäuses 4 angeordnet. Die axiale Länge des Rückschlußteiles 13 ist geringfügig größer als die axiale Länge des Stators 12.

Der Elektromotor 1 kann auch eine andere Bauart sein, beispielsweise ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Motor sein.

Die Motorwelle 9 ragt durch einen Bürstenträger 14 in den Pumpenträger 3. In ihm ist die Motorwelle 9 mit wenigstens einem Lager 15 drehbar gelagert. Im Pumpenträger 3 ist unterhalb des Lagers 15 eine Wellendichtung 16 untergebracht, mit welcher die Motorwelle 9 abgedichtet wird. Die Wellendichtung 16 ist im Pumpenträger 3 axial gesichert, der zur Aufnahme des Lagers 15 und der Dichtung 16 mit einer zentralen Durchgangsöffnung 17 versehen ist. Die Wellendichtung 16 kann aber auch unter anderen Einsatzbedingungen entfallen. Der Bürstenträger 14 ist an der Unterseite des Pumpenträgers 3 befestigt.

Das Gehäuse 4 weist nahe dem Übergang zum Boden 6 innenseitig eine umlaufende Ringnut 18 auf, in die das untere Ende des ringförmigen Rückschlußteiles 13 ragt.

Zwischen dem Pumpenträger 3 und dem Rückschlußteil 13 ist ein Distanzring 19 vorgesehen, der an der Innenwand des Gehäuses 4 anliegt und den Rückschlußteil 13 in seiner Einbaulage axial sichert. Dadurch ist eine einfache Montage und Demontage gewährleistet.

Die Motorwelle 9 ragt nach oben über den Pumpenträger 3 Auf dem vorstehenden Motorwellenende sitzt drehfest ein Kleinrad 20 der Pumpe 2, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist. Die Pumpe 2 ist von einem gehäuseartigen Filter 21 umgeben, dessen unteres Ende einen radial nach außen sich erstreckenden umlaufenden Flansch 22 aufweist, mit dem der Filter 21 auf dem Boden 23 einer Vertiefung 24 in der Oberseite des Pumpenträgers 3 aufliegt. Der Filter 21 liegt in einem Tank 25, der Hydraulikmedium aufnimmt.

Das Gehäuse 4 bildet im Bereich der Pumpe 2 das Tankgehäuse, welches den Filter 21 mit radialem Abstand umgibt. Der Tank 25 ist in Axialrichtung wesentlich länger als der Filter 21. Der Deckel 5 verschließt den Tank 25 mediumsdicht und ist mit dem oberen Ende des Gehäuses 4 vorteilhaft verschweißt. Auf den Deckel 5 ist ein Verschluß 26, beispielsweise ein Schraubverschluß, aufgesetzt, der vorteilhaft mit einem Peilstab 27 versehen ist, mit dem die Füllhöhe des Hydraulikmediums im Tank 25 überprüft werden kann. Der Verschluß 26 sitzt abgedichtet auf dem Deckel 5.

In Höhe des Elektromotors 1 ist auf das Gehäuse 4 ein Deckel 28 aufgesetzt, der vorteilhaft aus Kunststoff besteht und eine Elektronik 29 zur Steuerung des Elektromotors 1 aufnimmt. Der Deckel 28 ist vorteilhaft lösbar am Gehäuse 4 befestigt, so daß er bei Bedarf einfach abgenommen werden kann.

Anhand der Fig. 3 bis 5 wird die Pumpe 2 näher erläutert. Die Motorwelle 9 ragt durch eine Sichelscheibe 30, die vorzugsweise in einer Vertiefung 31 des Pumpenträgers 3 liegt. Die Sichelscheibe 30 hat einen scheibenförmigen Grundkörper 32, von dessen vom Pumpenträger 3 abgewandter Seite ein teilkreisförmiges Bogenstück 33 senkrecht absteht. Es liegt mit Abstand vom Rand des Grundkörpers 32 und erstreckt sich über einen Winkelbereich von mehr als 90°. Das Bogenstück 33 hat eine radiale Innenseite 34, die, in Achsrichtung der Motorwelle 9 gesehen, teilkreisförmig verläuft und an welcher das Kleinrad 20 mit seinen Zähnen über einen Teil seines Umfanges anliegt.

Die Außenseite 35 des Bogenstückes 33 verläuft ebenfalls teilkreisförmig, in Achsrichtung der Motorwelle 9 gesehen (Fig. 4). An dieser Außenseite 35 liegt die Innenverzahnung eines Hohlrades 36 der Pumpe 2 über einen Teil seines Umfanges an. Das Hohlrad 36 ist in einem Lager 37 gelagert, das in einem ringförmigen Zwischenstück 38 aufgenommen ist. Es weist auf beiden Seiten jeweils eine Ringnut 39 und 40 (Fig. 5) zur Aufnahme jeweils eines Dichtungsringes 41, 42 auf. Auf das Zwischenstück 38 wird ein Pumpendeckel 43 aufgesetzt, der vorteilhaft mit mindestens einer Schraube 44 mit dem Pumpenträger 3 verschraubt wird.

Wie Fig. 3 zeigt, liegt das Bogenstück 33 der Sichelscheibe 30 am Pumpendeckel an. Auch das Lager 37, das Kleinrad 20, das Hohlrad 36 und das Zwischenstück 38 sind durch den Pumpendeckel 43 axial zwischen dem Pumpenträger 3 und dem Pumpendeckel 43 gesichert. Abweichend von der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform können die Ringnuten 39, 40 auch in der Oberseite des Pumpenträgers 3 sowie an der Unterseite des Pumpendeckels 43 vorgesehen sein (Fig. 3).

Das Lager 37 und das Hohlrad 36 liegen exzentrisch zur Achse der Antriebsvorrichtung, während die Motorwelle 9 mit dem drehfest auf ihr sitzenden Kleinrad 20 koaxial hierzu angeordnet ist (Fig. 4). Das Kleinrad 20 hat eine Nut 45 zur Aufnahme einer an der Motorwelle 9 vorgesehenen Feder 46, die im Ausführungsbeispiel als teilkugelförmiger Noppen ausgebildet ist. Das Lager 37 wird vorteilhaft durch ein Rollenlager gebildet, dessen Rollen 47 parallel zur Achse der Motorwelle 9 liegen.

Die Motorwelle 9 endet mit geringem Abstand vom Pumpendeckel 43, der fluchtend zur Motorachse eine Durchtrittsöffnung 48 für das im Tank 25 befindliche Hydraulikmedium aufweist.

Der Außendurchmesser des Kleinrades 20 ist kleiner als der Innendurchmesser des Hohlrades 36. Dadurch erfolgt der Eingriff zwischen den beiden Zahnrädern nur über einen verhältnismäßig kurzen Umfangsbereich (Fig. 4). Der Radius der Innenseite 34 des Bogenstückes 33 der Sichelscheibe 30 entspricht dem Außenradius des Kleinrades 20, während der Durchmesser der Außenseite 35 des Bogenstückes 33 dem Innendurchmesser des Hohlrades 36 entspricht. Bezogen auf die Drehrichtung 49 der Motorwelle 9 und damit des Kleinrades 20 befindet sich vor dem Eingriffsbereich der beiden Zahnräder 20, 36 ein Saugraum 50, während in Drehrichtung 49 hinter dem Eingriffsbereich ein Druckraum 51 vorhanden ist. Er steht mit einem Druckanschluß 52 (Fig. 1) in Verbindung, über den das Hydraulikmedium unter Druck der (nicht dargestellten) Lenksteuerung des Kraftfahrzeuges zugeführt wird. Von dort gelangt das Hydraulikmedium über eine (nicht dargestellte) Rückleitung in den Tank 25 zurück.

Die Pumpe 2 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 53 (Fig. 1) versehen, mit dem der Druck im Druckraum 51 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt werden kann. Das Druckbegrenzungsventil 53 hat eine Ventilkugel 54, die eine den Pumpendeckel 43 durchsetzende, in den Druckraum 51 mündende Öffnung 55 unter der Kraft einer Blattfeder 56 verschließt. Sie ist auf dem Pumpendeckel 43 befestigt, vorzugsweise verschraubt und liegt mit ihrem freien Ende unter elastischer Vorspannung auf der Ventilkugel 54 auf. Anstelle der Ventilkugel kann das Druckbegrenzungsventil 53 auch jedes andere geeignete Ventilteil aufweisen.

Übersteigt der Druck des Hydraulikmediums im Druckraum 51 den vorgegebenen Wert, hebt die Kugel 54 gegen die Kraft der Blattfeder 56 von der Öffnung 55 ab, so daß das unter Druck stehende Hydraulikmedium in den Tank 25 zurückströmen kann. Sobald der Druck des Hydraulikmediums unter den vorgebenen Wert sinkt, wird die Ventilkugel 54 durch die Blattfeder 56 wieder in ihre Schließstellung zurückgeführt.

Mit der Blattfeder 56 läßt sich die Vorspannkraft sehr einfach einstellen. Soll eine hohe Vorspannkraft erzeugt werden, wird der Befestigungspunkt der Blattfeder auf dem Pumpendeckel 43 näher zur Ventilkugel 54 gelegt. Je größer der Abstand zwischen der Ventilkugel 54 und der Befestigungsstelle der Blattfeder 56 auf dem Pumpendeckel 43 ist, desto geringer ist die auf die Ventilkugel 54 wirkende Vorspannkraft. Somit kann sehr einfach derjenige Druck eingestellt werden, bei dem das Druckbegrenzungsventil 53 öffnen soll.

Die Verwendung der Blattfeder 56 für das Druckbegrenzungsventil 53 bringt den Vorteil mit sich, daß die Druck-Weg-Kennlinie dieses Ventiles einen flachen Verlauf hat. Öffnet das Druckbegrenzungsventil 53, strömt das Hydraulikmedium nicht nur die Ventilkugel 54, sondern auch die Blattfeder 56 an. Der Durchmesser der Ventilkugel 54 ist kleiner als die Breite der Blattfeder 56. Dadurch strömt das Hydraulikmedium auch unmittelbar gegen die Blattfeder 56 und unterstützt dadurch den Öffnungsvorgang. Das Druckbegrenzungsventil 53 hat dadurch keine ständig ansteigende Druck-Weg-Kennlinie, sondern verläuft in einem bestimmten Wegbereich parallel zur Weg-Achse. Nimmt der Druck nicht zu, ist der Energieverbrauch entsprechend gering. Bei herkömmlichen Druckbegrenzungsventilen, bei denen der Druck mit zunehmendem Öffnungsweg ansteigt, muß mehr Energie, beispielsweise in Form von Stromaufnahme des entsprechenden Antriebes, aufgebracht werden, um den höheren Druck zu erreichen.

Bei der beschriebenen Pumpe 2 ist nur der eine Pumpendeckel 43 vorgesehen, während der bei herkömmlichen Pumpen übliche andere Pumpendeckel entfällt. Statt dessen ist der Pumpenträger 3 vorgesehen, der die Funktion des weiteren Pumpendeckels übernimmt. Darüber hinaus übernimmt er die Halterungs- bzw. Lagerfunktion für die Pumpenteile 20, 30 und 36. Aufgrund der Einsparung eines Pumpendeckels ergibt sich eine Gewichts-, Kosten- und Bauteileersparnis.

Diese Vorteile werden noch dadurch verbessert, daß die Motorwelle 9 auch die Pumpenwelle bildet. Bei herkömmlichen Antriebsvorrichtungen ist die Pumpe mit einer Pumpenwelle versehen, die über eine Kupplung mit der Motorwelle des Elektromotors verbunden wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform entfällt außer der Pumpenwelle auch die Kupplung, was zur weiteren Gewichts-, Kosten- und Bauteileersparnis beiträgt. Außerdem wird dadurch eine sehr einfache Montage erzielt.

Hierzu trägt außerdem bei, daß die Pumpe 2 und den Elektromotor 1 im gemeinsamen Gehäuse 4 untergebracht sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom vorigen Ausbildungsbeispiel lediglich dadurch, daß die zum Ansteuern des Elektromotors 1 vorgesehene Elektronik 29 in das Gehäuse 4 integriert ist. Die entsprechende Elektronik 29 ist als Hybridausführung, insbesondere als ASIC, ausgebildet. Sie befindet sich im Bereich zwischen dem Bürstenträger 14 und dem Pumpenträger 3. Die Elektronik 29 ist vorteilhaft an der dem Elektromotor 1 zugewandten Unterseite des Pumpenträgers 3 befestigt. Im übrigen entspricht diese Ausführungsform vollständig dem zuvorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der der Tank 25 und der Elektromotor 1 jeweils ein eigenes Gehäuse 57, 58 aufweisen. Das Gehäuse 57 umgreift den Pumpenträger 3. Hierzu ist das Gehäuse 57 mit einem radial nach außen gerichteten Flansch 59 versehen, auf dem der Pumpenträger 3 mit seinem Rand aufliegt. Der Flansch 59 geht in einen Mantelteil 60 über, der an der Außenseite des Pumpenträgers 3 anliegt und dessen freies Ende Crimpteile 61 aufweist. Sie werden zur Befestigung des Gehäuses 57 am Pumpenträger 3 radial nach innen plastisch gebogen. Dadurch wird der Pumpenträger 3 zwischen dem Flansch 59 und den Crimpteilen 61 gehalten.

Der Mantelteil 60 hat weitere Crimpteile 62, die zunächst rechtwinklig zu den Crimpteilen 61 angeordnet sind. Entgegen der Darstellung in Fig. 6 erstrecken sich diese Crimpteile 62 nach der Befestigung des Gehäuses 57 am Pumpenträger 3 parallel zur Motorachse. Aufgrund dieser Ausbildung des Gehäuses 57 kann der Pumpenträger 3 zunächst mit dem Elektromotor 1 verbunden werden, um beispielsweise eine Funktionsprüfung des Pumpenträgers 3 durchführen zu können. Auch läßt sich auf diese Weise zunächst der Pumpenträger 3 auf dem Elektromotor 1 vormontieren.

Erst anschließend wird das Gehäuse 58 am Pumpenträger 3 befestigt. Der Pumpenträger 3 ist mit einer Vertiefung 63 versehen, in die das Gehäuse 58 mit seinem unteren Rand so eingesetzt wird, daß das Gehäuse auf dem Boden 64 der Vertiefung 63 aufsitzt. Mit Abstand vom Boden 64 ist die Vertiefung 63 verbreitert. In diese Verbreiterung 65 ragt ein radial nach außen gerichteter Flansch 66, der nahe dem unteren Ende des Gehäuses 58 vorgesehen ist. Der Flansch 66 ragt in diese Verbreiterung 65 und liegt auf einem Dichtungsring 67, vorzugsweise einem O-Ring, auf, der unter elastischer Verformung am Boden 68 der Verbreiterung 65 anliegt. Das Gehäuse 58 liegt an den Seitenwandungen der Vertiefung 63 an. Der Flansch 66 liegt mit seiner Stirnseite an der Seitenwand 69 der Verbreiterung 65 an.

Das Gehäuse 58 wird durch die Crimpteile 62 am Pumpenträger 3 gehalten. Nach dem Einsetzen des Gehäuses 58 in die Vertiefung 63 werden die Crimpteile 62 in die in Fig. 6 dargestellte Lage plastisch verformt, wobei sie auf dem Flansch 66 aufliegen. Die Abmessungen des Gehäuses 58 sind so gewählt, daß deren Dichtungsring 67 nach dem Umbiegen der Crimpteile 62 elastisch verformt ist und so eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.

Fig. 7 zeigt, daß das Gehäuse 4 aus einem Tiefziehteil hergestellt sein kann. Es läßt sich einfach und kostengünstig fertigen. Der Mantel 4 weist zur Aufnahme des Lagers 10 einen gekröpften Bereich 70 auf. Er nimmt das Lager 10 formschlüssig auf. Im Bereich unterhalb des Lagers 10 hat das tiefgezogene Gehäuse 4 einen zylindrischen Ansatz 71, in den das untere Ende der (nicht dargestellten) Motorwelle 9 ragen kann.

Zur Auflage des Rückschlußteiles 13 ist das Gehäuse 4 am unteren Ende mit einem radial nach innen gerichteten umlaufenden Flansch 72 versehen, auf dem der Rückschlußteil 13 aufsitzen kann. Die axiale Sicherung des Rückschlußteiles 13 erfolgt, wie anhand von Fig. 1 beschrieben worden ist, mit dem Distanzring 19.

Die Antriebsvorrichtung gemäß den Zeichnungen wird als Lenkhilfe in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Wird die Zündung des Kraftfahrzeuges eingeschaltet, wird mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung, die etwa eine Sekunde betragen kann, der Elektromotor 1 der Antriebsvorrichtung eingeschaltet. Die Elektronik 29 ist so eingestellt, daß der Elektromotor 1 in einer verminderten Leerlaufdrehzahl läuft. Über die Motorwelle 9 wird die Pumpe 2 angetrieben. Das Hydraulikmedium wird im System umgewälzt und drucklos zum Tank 25 zurückgeführt. Wird das Lenkrad des Kraftfahrzeuges gedreht, wird in bekannter Weise ein Steuerschieber betätigt, wodurch der drucklose Umlauf des Hydraulikmediums so geschaltet wird, daß im System der Druck ansteigt. Dies hat zur Folge, daß ein höherer Strom aufgenommen werden muß, der von der Elektronik 29der Antriebsvorrichtung erkannt wird. Sie schaltet den Elektromotor 1 so, daß die Motorwelle 9 mit höherer Drehzahl dreht. Dadurch werden die Zahnräder 20, 36 der Pumpe 2 mit höherer Drehzahl angetrieben und das Hydraulikmedium unter entsprechendem Druck aus dem Druckraum 51 über eine Leitung 73 (Fig. 1) im Pumpenträger 3 zum Druckanschluß 52 gefördert. Von hier gelangt das unter Druck stehende Hydraulikmedium zur Lenkung, wodurch in bekannter Weise eine Servounterstützung erzielt wird. Das Hydraulikmedium gelangt dann über die (nicht dargestellte) Rückleitung zum Tank 25 zurück. Das Druckbegrenzungsventil 53 tritt beispielsweise dann in Funktion, wenn der Anschlag der Lenkung erreicht ist, wenn die Räder des Fahrzeuges beispielsweise an einem Bordstein stehen oder gegen einen Bordstein kommen. Es hat eine Druckerhöhung im Hydraulikmedium zur Folge, so daß das Druckbegrenzungsventil 53 in der beschriebenen Weise öffnet, so daß das Medium unmittelbar in den Tank 25 zurückströmen kann.

Beim Betrieb der Pumpe wird das Hohlrad 36 am Lager 37 angestützt, das vorteilhaft ein Wälzlager ist. In diesem Falle stützt sich das Hohlrad 36 am Innenring des Lagers 37 ab. Das Lager 37 kann selbstverständlich auch ein Gleitlager sein. Durch das Lager 37 wird die Reibung erheblich verringert, so daß der Wirkungsgrad der Pumpe entsprechend erhöht wird. Der Energieverbrauch kann dadurch ebenfalls gering gehalten werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Pumpe 2 durch eine Innenzahnradpumpe gebildet. Die Pumpe 2 kann selbstverständlich auch jede andere geeignete Ausbildung haben, beispielsweise auch eine Außenzahnradpumpe sein.

Die Antriebsvorrichtung zeichnet sich durch eine geringe Baulänge und ein geringes Bauvolumen aus. Dies ist im wesentlich darauf zurückzuführen, daß ein Pumpendeckel und eine Pumpenwelle sowie eine Kupplung eingespart werden. Da zwischen Pumpe 2 und Elektromotor 1 eine Kupplung nicht mehr vorhanden ist, zeichnet sich die Antriebsvorrichtung durch eine hohe Drehelastizität auf. Da die Motorwelle 9 gleichzeitig auch die Pumpenwelle ist, entfallen Wellenlagerungen für die Pumpe, die dadurch einen besseren mechanischen Wirkungsgrad aufweist. Dieser mechanische Wirkungsgrad der Pumpe 2 wird noch dadurch erhöht, daß das Hohlrad 36 über seinen Umfang durch das Lager 37 abgestützt ist. Die Einzelteile der Pumpe 2 können einfach und damit kostengünstig montiert werden. Sie sind, insbesondere die Sichelscheibe 30, als Einlegeteile ausgebildet, die in den Pumpenträger 3 in der beschriebenen Weise eingelegt und durch den Pumpendeckel 43 gesichert sind. Mit der Blattfeder 56 des Druckbegrenzungsventils 53 ergibt sich in der beschriebenen Weise eine optimierte Ventilkennlinie und insbesondere eine Energieeinsparung. Da der Rückschlußteil 13 ein vom Gehäuse 4 gesonderter Bauteil ist, kann das Gehäuse selbst aus kostengünstigem und für den jeweiligen Einsatzfall optimiertem Material gefertigt werden. So kann die Wärmeabfuhr vom Elektromotor 1 durch entsprechende Wahl des Materials des Gehäuses 4optimiert werden. Außerdem kann das Gehäuse 4 aus gewichtsmäßig leichtem Material hergestellt werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Elektronik 29 in den Pumpenträger 3 integriert und kann beispielsweise als SMD, als Hybrid, als ASIC und dergleichen ausgebildet sein. Infolge der Integration der Elektronik 29 in die Antriebsvorrichtung ergibt sich ebenfalls eine geringe Baugröße und ein geringes Bauvolumen. Die Elektronik kann außerdem über das Öl gekühlt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Antriebsvorrichtung, insbesondere als Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge, mit einem eine Motorwelle aufweisenden Motor und einer Pumpe, die Pumpenelemente aufweist, deren Antrieb von der Motorwelle abgeleitet ist und die Pumpendeckel aufweist, und mit einem Pumpenträger, der zwischen dem Motor und der Pumpe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pumpendeckel durch den Pumpenträger (3) gebildet ist, der von der Motorwelle (9) durchsetzt ist.
  2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (9) die Pumpe (2) unmittelbar antreibt.
  3. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenelemente (20, 36) auf einer Sichelscheibe (30) liegen.
  4. 4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) eine Zahnradpumpe ist.
  5. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) eine Innenzahnradpumpe ist.
  6. 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenelemente (20, 36) ein auf der Motorwelle (9) drehfest sitzendes Kleinrad (20) und ein Hohlrad (36) sind.
  7. 7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (36) durch ein Lager (37) abgestützt ist.
  8. 8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (37) das Hohlrad (36) umgibt.
  9. 9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichelscheibe (30) am Pumpenträger (3), vorzugsweise in einer Vertiefung (31) des Pumpenträgers (3), angeordnet ist.
  10. 10. Antriebsvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) und die Pumpe (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (4) liegen.
  11. 11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) im Bereich des Motors (1) eine Aufnahme (18) für mindestens einen Rückschlußteil (13) aufweist.
  12. 12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (18) eine Ringnut ist.
  13. 13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußteil (13) durch mindestens einen Distanzteil (19) axial gesichert ist.
  14. 14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzteil (19) ein Ring ist, der sich am Pumpenträger (3) abstützt.
  15. 15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzteil (19) an der Innenwandung des Gehäuses (4) anliegt.
  16. 16. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) ein Tiefziehteil ist.
  17. 17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) und die Pumpe (2) jeweils in einem Gehäuse (57, 58) untergebracht sind.
  18. 18. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (58) der Pumpe (2) durch das Gehäuse (57) des Motors (1) gehalten ist.
  19. 19. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (57) des Motors (1) Halterungsteile (61) aufweist, mit denen das Gehäuse am Pumpenträger (3) befestigbar ist.
  20. 20. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile (61) am freien Ende des Gehäuses (57) vorgesehene plastisch verformbare Teile sind.
  21. 21. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis, 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (58) der Pumpe (2) in den Pumpenträger (3) einsteckbar ist.
  22. 22. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (58) der Pumpe (2) einen radial nach außen gerichteten Flansch (66) aufweist, der von weiteren Halterungsteilen (62) des motorseitigen Gehäuses (57) übergriffen ist.
  23. 23. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Halterungsteile (62) plastisch verformbar sind.
  24. 24. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerelektronik (29) des Motors (1) außerhalb des Gehäuses (4) in einem Aufnahmeraum (28) untergebracht ist, der an das Gehäuse (4) anschließt.
  25. 25. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerelektronik (29) des Motors (1) im Gehäuse (4) untergebracht ist.
  26. 26. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (29) am Pumpenträger (3) angeordnet ist.
  27. 27. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckraum (51) der Pumpe (2) mit einem Druckanschluß (52) der Antriebsvorrichtung verbunden ist.
  28. 28. Antriebsvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Druckbegrenzungsventil (53) aufweist, das ein Ventilteil (54) hat, das unter der Kraft einer Blattfeder (56) steht.






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