WO2012035098A2 - Bremsbetätigungseinheit für eine kraftfahrzeugbremsanlage und motor-pumpenaggregat zur bereitstellung von unterdruck für eine bremsbetätigungseinheit einer kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Bremsbetätigungseinheit für eine kraftfahrzeugbremsanlage und motor-pumpenaggregat zur bereitstellung von unterdruck für eine bremsbetätigungseinheit einer kraftfahrzeugbremsanlage Download PDF

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Definitions

  • Brake actuation unit for a motor vehicle brake system and motor-pump unit for providing negative pressure for a brake actuation unit of a motor vehicle brake system
  • the invention relates to a brake actuation unit for a motor vehicle brake system with a
  • a vacuum brake booster and a negative pressure provided for motor-pump unit comprising a pump connected to the vacuum brake booster and an electric motor driving the pump according to the
  • pneumatic brake booster whose interior is in
  • At least one vacuum chamber and a working chamber is divided, vacuum pumps are used, which suck in the residual air from the vacuum chamber and expel into the atmosphere.
  • the vacuum pump is not or temporarily not by the
  • a diaphragm pump to use for providing electrical brake vacuum, a diaphragm pump.
  • a generic brake actuation unit with a motor pump unit is known for example from DE 10 2007 005 223 AI. From the automotive industry are very high
  • an air outlet unit is provided which a low-noise blowing out of the air from the interior
  • the interior also called the crankcase, serves as a sound-damping room, since the blown air is not passed directly into the atmosphere.
  • the motor-pump unit may also come in the vacuum hose to unwanted noise, which are amplified by the brake booster and transmitted to the vehicle interior.
  • Electric drive continue to increase the acoustic requirements, which are made to the brake actuation unit or to the motor pump unit.
  • Figure 1 is a circuit diagram of a first embodiment
  • Figure 2 is a circuit diagram of a second embodiment of a brake actuating unit according to the invention and a motor-pump unit according to the invention and
  • Figure 3 is a circuit diagram of a third embodiment of a brake actuating unit according to the invention and a motor-pump unit according to the invention.
  • Fig. 1 shows a brake operating unit 1 for a
  • Vacuum brake booster 2 and provided for the provision of negative pressure motor-pump unit 3.
  • the motor-pump unit 3 comprises a connected via a connecting line 6 to the vacuum brake booster 2 pump and a pump driving electric motor.
  • the pump not shown in detail, for example, as a diaphragm pump with a pump housing and at least one
  • Working diaphragm provided, which limits a work space with a working space and which is movable by means of a crank drive, wherein the working space with an inlet channel
  • Inlet valve and an outlet channel is associated with exhaust valve.
  • the pump is designed as a double diaphragm pump with two opposing working diaphragms.
  • the outlet channel is arranged arranged such that displaced from the working space air is passed into a surrounding the crank drive interior of the pump housing, wherein an air outlet unit is provided, which
  • the motor-pump unit 3 may also come in the connecting line 6 between the pump and vacuum brake booster 2 to unwanted noise, which are amplified by the vacuum brake booster 2 and transmitted to the vehicle interior.
  • Noise damping element 4,4 ⁇ , 4 ⁇ ⁇ provided, which is either integrated directly in the pump at the vacuum inlet or a vacuum connection 5 of the pump or in accordance with an unillustrated from execution form.
  • a pressure equalization tank 7 is provided, which a
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a
  • FIG. 3 An alternative disclosed embodiment of FIG. 3 provides that the further sound attenuation element 4 ⁇ ⁇ additionally

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungseinheit 1, 1',1'' für eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Unterdruckbremskraftverstärker (2) und einem zur Bereitstellung von Unterdruck vorgesehenen Motor-Pumpenaggregat (3), umfassend eine mit dem Unterdruckbremskraftverstärker (2) verbundenen Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor. Erfindungsgemäß ist zur Senkung des Schalldruckpegels im Fahrzeuginnenraum in der Verbindung zwischen dem Unterdruckbremskraftverstärker (2) und der Pumpe ein weiteres Schalldämpfungselement 4, 4', 4'' vorgesehen.

Description

Bremsbetätigungseinheit für eine Kraftfahrzeugbremsanlage und Motor-Pumpenaggregat zur Bereitstellung von Unterdruck für eine Bremsbetätigungseinheit einer Kraftfahrzeugbremsanlage
Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungseinheit für eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem
Unterdruckbremskraftverstärker und einem zur Bereitstellung von Unterdruck vorgesehenen Motor-Pumpenaggregat, umfassend eine mit dem Unterdruckbremskraftverstärker verbundenen Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Motor- Pumpenaggregat zur Bereitstellung von Unterdruck für eine
Bremsbetätigungseinheit einer Kraftfahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Zur Bereitstellung von Unterdruck (Vakuum) für einen
pneumatischen Bremskraftverstärker, dessen Innenraum in
wenigstens eine Vakuumkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, werden Vakuumpumpen eingesetzt, die aus der Vakuumkammer Restluft ansaugen und in die Atmosphäre ausstoßen. In der
Automobilindustrie werden hierzu in der Regel
Flügelzellenpumpen oder Schwenkflügelpumpen eingesetzt. Diese haben prinzipbedingt viel Reibung und müssen geschmiert werden, um eine akzeptable Lebensdauer zu erreichen. Vom
Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges angetriebene Vakuumpumpen mit Flügeln werden daher an den Ölkreislauf des
Verbrennungsmotors angeschlossen. Dennoch muss ein
nennenswerter Anteil der vom Verbrennungsmotor abgegebenen Leistung zum Antrieb einer solchen Pumpe aufgewendet werden. Und dies auch dann, wenn das Vakuum in der zu evakuierenden Kammer bereits voll ausgebildet ist. Daher ist es sinnvoll, die Vakuumpumpe mit elektrischer Energie zu betreiben und nur dann einzuschalten, wenn der absolute Druck in der Vakuumkammer über einen vorbestimmten Wert steigt.
Weiterhin kann in Fahrzeugen mit Elektro- bzw. Hybridantrieb die Vakuumpumpe nicht bzw. zeitweise nicht durch den
Verbrennungsmotor angetrieben werden. Daher werden in diesen Fahrzeugen elektrisch angetriebene Vakuumpumpen eingesetzt.
Eine solche elektrisch angetriebene Pumpe mit einem
Schmiermittelkreislauf auszustatten oder an einen solchen anzuschließen, würde einen unverhältnismäßig hohen Aufwand bedeuten. Somit kommen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen mit Bremsanlagen mit elektrisch angetriebener Vakuumpumpe nur trocken laufende Vakuumpumpen in Frage. In Flügelzellenpumpen wird hierfür das selbstschmierende Material Graphit verwendet, aus dem mit hohem Aufwand die Flügel mit der erforderlichen Präzision hergestellt werden. Daher sind die Bemühungen
dahingehend, zur elektrischen Bereitstellung von Bremsvakuum eine Membranpumpe zu verwenden.
Eine gattungsgemäße Bremsbetätigungseinheit mit einem Motor- Pumpenaggregat ist beispielsweise aus der DE 10 2007 005 223 AI bekannt. Von der Automobilindustrie werden sehr hohe
Anforderungen in Bezug auf den akustischen Komfort der
Kraftfahrzeugkomponenten gestellt und von den Zulieferern robuste, langlebige Pumpen mit sehr geringen Geräuschemissionen gefordert. Um diese Forderungen zu erfüllen, sind bei dem bekannten Motor-Pumpenaggregat die Auslasskanäle in den
Arbeitsraumdeckeln und im Pumpengehäuse derart angeordnet, dass aus den Arbeitsräumen verdrängte Luft in einen, den
Kurbelantrieb umgebenden Innenraum des Pumpengehäuses geleitet wird. Weiter ist eine Luftauslasseinheit vorgesehen, welche ein geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum durch
Umlenken der Luft ermöglicht. Der Innenraum, auch Kurbelraum genannt, dient so als Schalldämpfungsraum, da die ausgeblasene Luft nicht direkt in die Atmosphäre geleitet wird. Durch das Umlenken der Luft in der Luftauslasseinheit kann das
Geräuschniveau zusätzlich wesentlich gesenkt werden, so dass Ausblasgeräusche nahezu vermieden werden.
Während des Betriebs des Motor-Pumpenaggregates kann es jedoch auch im Vakuumschlauch zu unerwünschten Geräuschen kommen, welche durch den Bremskraftverstärker noch verstärkt und in den Fahrzeuginnenraum übertragen werden.
Auch durch den vermehrten Einsatz von Fahrzeugen mit
Elektroantrieb steigen die Akustikanforderungen weiter an, welche an die Bremsbetätigungseinheit bzw. an das Motor- Pumpenaggregat gestellt werden.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Bremsbetätigungseinheit mit einem Motor-Pumpenaggregat bzw. ein Motor-Pumpenaggregat bereitzustellen, welche den steigenden Anforderungen in Bezug auf den akustischen Komfort Rechnung tragen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine
Bremsbetätigungseinheit und ein Motor-Pumpenaggregat der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen der
Patentansprüche 1 und 8 gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von
Zeichnungen hervor. Es zeigt jeweils stark schematisiert:
Figur 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit und eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregates;
Figur 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit und eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregates und
Figur 3 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit und eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregates.
Fig. 1 zeigt eine Bremsbetätigungseinheit 1 für eine
Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem
Unterdruckbremskraftverstärker 2 und einem zur Bereitstellung von Unterdruck vorgesehenen Motor-Pumpenaggregat 3. Das Motor- Pumpenaggregat 3 umfasst eine über eine Verbindungsleitung 6 mit dem Unterdruckbremskraftverstärker 2 verbundene Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor.
Die nicht näher im Detail gezeigte Pumpe ist beispielsweise als Membranpumpe mit einem Pumpengehäuse und wenigstens einer
Arbeitsmembran vorgesehen, welche mit einem Arbeitsraumdeckel einen Arbeitsraum begrenzt und die mittels eines Kurbelantriebs bewegbar ist, wobei dem Arbeitsraum ein Einlasskanal mit
Einlassventil und ein Auslasskanal mit Auslassventil zugeordnet ist .
Idealerweise ist die Pumpe als Doppelmembranpumpe mit zwei gegenüberliegenden Arbeitsmembranen ausgeführt.
Um den hohen Anforderungen der Automobilhersteller an den akustischen Komfort des Motor-Pumpenaggregates Rechnung zu tragen, ist der Auslasskanal derart angeordnet vorgesehen, dass aus dem Arbeitsraum verdrängte Luft in einen, den Kurbelantrieb umgebenden Innenraum des Pumpengehäuses geleitet wird, wobei eine Luftauslasseinheit vorgesehen ist, welche ein
geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum ermöglicht.
Während des Betriebes des Motor-Pumpenaggregates 3 kann es jedoch auch in der Verbindungsleitung 6 zwischen Pumpe und Unterdruckbremskraftverstärker 2 zu unerwünschten Geräuschen kommen, welche durch den Unterdruckbremskraftverstärker 2 noch verstärkt und in den Fahrzeuginnenraum übertragen werden.
Insbesondere durch den vermehrten Einsatz von Fahrzeugen mit Elektroantrieb steigen die an die Bremsbetätigungseinheit 1 bzw. an das Motor-Pumpenaggregat 3 gestellten
Akustikanforderungen .
Um diesen steigenden Anforderungen in Bezug auf den akustischen Komfort Rechnung zu tragen, ist bei den allen, nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in der Verbindung zwischen dem Unterdruckbremskraftverstärker 2 und der Pumpe zur Senkung des Schalldruckpegels im Fahrzeuginnenraum ein weiteres
Schalldämpfungselement 4,4λ,4λ λ vorgesehen, welches entweder direkt am Vakuumeingang bzw. einem Vakuumanschluss 5 der Pumpe oder gemäß einer nicht dargestellten Aus führungs form in der Pumpe integriert angeordnet ist.
Durch die Integration des weiteren Schalldämpfungselementes 4,4λ,4λ λ in der Pumpe kann vorteilhafterweise eine separate Befestigung an dem Motor-Pumpenaggregat 3 oder einem anderen Fahrzeugbauteil entfallen.
Durch die Anordnung des weiteren Schalldämpfungselementes
4,4λ,4λ λ am Vakuumanschluss 5 der Pumpe können in der Verbindungsleitung 6 Druckpulsationen und Schwingungen bzw. dadurch entstehende Geräusche vermieden werden.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel als weiteres Schalldämpfungselement 4 ein Druckausgleichsbehälter 7 vorgesehen, welcher eine
Durchschnittsvergrößerung der Verbindungsleitung 6 erlaubt. Durch diese Durchschnittsvergrößerung können entstehende
Druckpulsationen und Schwingungen weitgehend eliminiert werden.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit 1 λ . Wie daraus ersichtlich ist, weist hier das weitere
Schalldämpfungselement 4 λ zusätzlich einen Helmholtzresonator 8 auf. Mit dem Helmholtzresonator 8 werden die störenden
Frequenzanteile absorbiert, während der Druckausgleichsbehälter 7 die restliche Energie der Schallwellen über die Reibung in Wärme umwandelt.
Eine alternative Aus führungs form gemäß Fig. 3 sieht vor, dass das weitere Schalldämpfungselement 4 λ λ zusätzlich ein
Kapillarröhrchen 9 aufweist. Durch die
Querschnittsveränderungen der zu durchströmenden
Verbindungsleitung 6 können die störenden Frequenzanteile absorbiert werden. Bezugszeichenliste
1 Bremsbetätigungseinheit
1 λ Bremsbetätigungseinheit
1 λ λ Bremsbetätigungseinheit
2 Unterdruckbremskraftverstärker
3 Motor-Pumpenaggregat
4 weiteres Schalldämpfungselement
4 λ weiteres Schalldämpfungselement
4 λ λ weiteres Schalldämpfungselement
5 Vakuumanschluss
6 Verbindungsleitung
7 Druckausgleichsbehälter
8 Helmholtzresonator
9 Kapillarröhrchen

Claims

Patentansprüche
1. Bremsbetätigungseinheit (1,1λ,1λ λ) für eine
Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem
Unterdruckbremskraftverstärker (2) und einem zur
Bereitstellung von Unterdruck vorgesehenen Motor- Pumpenaggregat (3), umfassend eine mit dem
Unterdruckbremskraftverstärker (2) verbundenen Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor, wobei die Pumpe als Membranpumpe mit einem Pumpengehäuse und
wenigstens einer Arbeitsmembran vorgesehen ist, welche mit einem Arbeitsraumdeckel einen Arbeitsraum begrenzt und mittels eines Kurbelantriebs bewegbar ist, wobei dem
Arbeitsraum ein Einlasskanal mit Einlassventil und ein Auslasskanal mit Auslassventil zugeordnet ist und der Auslasskanal derart angeordnet vorgesehen ist, dass aus dem Arbeitsraum verdrängte Luft in einen, den
Kurbelantrieb umgebenden Innenraum des Pumpengehäuses geleitet wird, wobei eine Luftauslasseinheit vorgesehen ist, welche ein geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass zur Senkung des Schalldruckpegels im Fahrzeuginnenraum in der Verbindung zwischen dem Unterdruckbremskraftverstärker (2) und der Pumpe ein weiteres Schalldämpfungselement
(4,4λ,4λ λ) vorgesehen ist.
2. Bremsbetätigungseinheit (1,1λ,1λ λ) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres
Schalldämpfungselement (4,4λ,4λ λ) ein
Druckausgleichsbehälter (7) vorgesehen ist.
3. Bremsbetätigungseinrichtung (l^nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement (4λ) zusätzlich einen Helmholtzresonator (8) aufweist.
4. Bremsbetätigungseinheit (1λ λ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement (4λ λ) zusätzlich ein Kapillarröhrchen (9) aufweist.
5. Bremsbetätigungseinheit (1,1λ,1λ λ) nach einem der
vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement (4,4λ,4λ λ) direkt an einem Vakuumeingang der Pumpe angeordnet ist.
6. Bremsbetätigungseinheit nach einem der vorangegangenen
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement in der Pumpe angeordnet ist .
7. Bremsbetätigungseinheit ( 1 , 1 λ , 1 λ λ ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe als Doppelmembranpumpe mit zwei gegenüberliegenden Arbeitsmembranen vorgesehen ist, welche jeweils zwischen einem Pumpengehäuse und einem Arbeitsraumdeckel eingespannt ist und dadurch den
Arbeitsraum begrenzt und welche mittels des, Exzenter und Pleuelstangen aufweisenden Kurbelantriebs bewegbar sind.
8. Motor-Pumpenaggregat (3) zur Bereitstellung von Unterdruck für eine Bremsbetätigungseinheit (1,1λ,1λ λ) einer
Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem
Unterdruckbremskraftverstärker (2), umfassend eine Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor, wobei die Pumpe als Membranpumpe mit einem Pumpengehäuse und wenigstens einer Arbeitsmembran vorgesehen ist, welche mit einem Arbeitsraumdeckel einen Arbeitsraum begrenzt und mittels eines Kurbelantriebs bewegbar ist, wobei dem
Arbeitsraum ein Einlasskanal mit Einlassventil und ein Auslasskanal mit Auslassventil zugeordnet ist und der Auslasskanal derart angeordnet vorgesehen ist, dass aus dem Arbeitsraum verdrängte Luft in einen, den
Kurbelantrieb umgebenden Innenraum des Pumpengehäuses geleitet wird, wobei eine Luftauslasseinheit vorgesehen ist, welche ein geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Schalldämpfungselement (4,4λ,4λ λ) direkt an einem Vakuumeingang der Pumpe angeordnet ist.
9. Motor-Pumpenaggregat (3) nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass als weiteres Schalldämpfungselement (4,4λ,4λ λ) ein Druckausgleichsbehälter vorgesehen ist.
10. Motor-Pumpenaggregat (3) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement (4λ) zusätzlich einen Helmholtzresonator (8) aufweist.
11. Motor-Pumpenaggregat (3) nach Anspruch 10 , dadurch
gekennzeichnet, dass das weitere Schalldämpfungselement (4λ λ) zusätzlich ein Kapillarröhrchen (9) aufweist.
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