Patent E139
09.2014
Adaptive Hochpräzisions-Pumptechnologie
| Anmelder | IPGATE AG |
|---|---|
| Erfinder | Heinz Leiber, Dr. Thomas Leiber, Valentin Unterfrauner |
| Prioritäts- und Anmeldetag | 16.09.2013 (DE 10 2013 110 188.7) 30.10.2013 (DE 10 2013 111 974.3) |
| PCT Anmeldung | PCT/EP2014/069723 |
| Technologie | Adaptive Hochpräzisions-Pumptechnologie (Doppelhubkolben mit Flächenumschaltung und Parallelventilen) |
| Anzahl Innovationen | 4 |
Einleitung
Die Patentfamilie E139 beschreibt eine elektrisch angetriebene Druckregel- und Volumenfördereinheit, die auf dem Prinzip eines beidseitig wirkenden Doppelhubkolbens (DHK) mit zwei unterschiedlich großen Wirkflächen basiert. Durch die Kombination paralleler Hochdurchfluss-Schaltventile mit adaptiver Flächenumschaltung erzielt die Einheit eine hochpräzise, variabel regelbare Druckversorgung für hydraulische Verbraucher. Das Patent ist nicht auf Fahrzeugbremssysteme eingeschränkt. Große Wirkfläche ermöglicht schnelles Vorfüllen bei niedrigen Drücken, kleine Wirkfläche hochpräzise Druckdosierung bei hohen Drücken mit reduziertem Motormoment.
Die Patentfamilie E139 umfasst 6 erteilte Patente in den Jurisdiktionen EP (mit Validierung in DE, GB und FR), JP, IN, KR, US und CN. Mit ihrer breiten, anwendungsunabhängigen Schutzformulierung bildet E139 die universelle Pumpengrundlage des IP Portfolio B1 und schützt die DHK-Architektur über die Fahrzeugbremse hinaus für elektrohydraulische Kupplungen, Lenksysteme, aktive Fahrwerksysteme und Industrieaktuatoren.
Rückblick / Historie
Stand der Technik waren Kolben- oder Zahnradpumpen, die in der Regel von Verbrennungsmotoren angetrieben werden und einen an die Drehzahl fest gekoppelten Volumenstrom fördern. Bekannte Doppelhubkolbenpumpen in elektrisch angetriebener Form ermöglichten zwar variable Förderleistung, wiesen jedoch aufgrund von relativ hoher Leckage keine exakte Druckregelung durch Motorpositionsregelung auf.
Die Erfindung E139 löst diese Einschränkung durch eine neuartige Doppelhubkolben-Architektur mit zwei unterschiedlich großen Wirkflächen und parallelen Hochdurchfluss-Schaltventilen, die eine adaptive, hochpräzise Druckversorgung ohne spezifische Bremsbetätigungseinrichtung ermöglicht. Die universelle Formulierung als allgemeine Pumpe erweitert den Schutzumfang auf Anwendungen jenseits der Fahrzeugbremse: By-Wire-Systeme, Kupplungsaktuatoren, elektrohydraulische Lenksysteme und Industriehydraulik.
Überblick Kerninnovationen
-
- DHK-Pumpe mit Parallelventilen und Flächenumschaltung (Vorrichtung) – EP A1, JP A1, KR A1, CN A1, IN A1, US A1: DHK-Pumpe mit beidseitig wirkendem Kolben und parallelen Schaltventilen mit großem Durchflussquerschnitt. CN/IN ergänzen Flächenvhältnis 1,5:1–2,5:1. US A1 kombiniert beide Konzepte mit ODER-Verknüpfung. US A24 und CN A32/A37 sind System-level Anspruch mit Bremsbezug.
- Adaptive DHK-Druckversorgung (Verfahren) – EP A16, JP A16, KR A16, US A14, IN A14, CN A21: Verfahren für variable Lieferleistung und/oder präzise Druckdosierung mittels DHK. Bidirektionale Volumensteuerung mit Flächenumschaltung. In allen Jurisdiktionen im Wesentlichen identisch.
- Variable Flächenschaltung im Vorhub (Vorrichtung) – US A23: DHK-Fördersystem mit variabler Wirkvlächenschaltung im Vorhub. Eigentändiger unabhängiger Anspruch ohne Flächenverhältnis-Beschränkung. Alternatives unabhängiges Schutzumfang zur Parallelventil-Konfiguration.
1. Keywords – Nomenklatur
| Nr. | Bezeichnung / Kurzfassung | Technische Relevanz | Patentfamilie |
|---|---|---|---|
| 1 | Parallele Hochdurchfluss-Schaltventile (EP/KR/JP A1) |
Parallelschaltung mehrerer Schaltventile (AV) verteilt Last, ermöglicht deutlich höhere Volumenströme als Einzelventile bei minimalem Strömungswiderstand; kurze Verbindungsleitung minimiert Druckverluste und Totvolumen | E139WOEP, E139WOKR, E139WOJP |
| 2 | Adaptive Druckversorgungsmethode (EP A16 / KR A16 / JP A16) |
Volumen- und Druckdosierung mittels DHK-Prinzip: große Fläche für schnelle Volumenzufuhr bei niedrigen Drücken, kleine Fläche für hochpräzise Druckdosierung bei hohen Drücken; bidirektionaler Betrieb minimiert Totzeiten | E139WOEP, E139WOKR, E139WOJP |
| 3 | DHK mit optimiertem Flächenverhältnis 1,5:1–2,5:1 (CN A1 / IN A1) |
Technisch optimiertes Flächenverhältnis: ausreichender Förderleistungsunterschied für merkliche Adaption bei kompakter Bauweise; Optimalwert ~2:1 verdoppelt Volumenstrom und halbiert Motormoment | E139WOCN, E139WOIN |
| 4 | Hybride Schutzstrategie – Flächenverhältnis ODER Bidirektional (US A1) |
Breite US-Strategie mit zwei alternativen technischen Pfaden: Flächenverhältnis 1,5:1–2,5:1 ODER variable Wirkflächen im Vorhub bei Vor-/Rückhub-Betrieb; universelle Anwendbarkeit ohne Betätigungseinrichtung für By-Wire, Kupplungen, Lenksysteme, Industriehydraulik | E139WOUS |
2. Erfindungsübersicht – Kategorien, Kurzbeschreibung, Keyword
| Erfindung | Kategorie | Beschreibung | Keyword |
|---|---|---|---|
| E139 EP A1
E139 JP A1 E139 KR A1 E139 CN A1 E139 IN A1 E139 US A1 E139 US A24 E139 CN A32/A37 |
Vorrichtung | DHK-Pumpe mit beidseitig wirkendem Kolben und parallelen Schaltventilen mit großem Durchflussquerschnitt. CN/IN ergänzen Flächenvhältnis 1,5:1–2,5:1. US A1 kombiniert beide Konzepte mit ODER-Verknüpfung. US A24/CN A32: Systemanspruch (Bremssystem). | Parallelventil-DHK-Pumpe |
| E139 EP A16
E139 JP A16 E139 KR A16 E139 US A14 E139 IN A14 E139 CN A21 |
Verfahren | Verfahren zur Druckversorgung mit variabler Förderleistung und/oder präziser Druckdosierung mittels DHK. Bidirektionale Volumensteuerung mit Flächenumschaltung. In allen Jurisdiktionen im Wesentlichen identisch. | Adaptive DHK-Druckversorgung |
| E139 US | Vorrichtung | DHK-Fördersystem mit variabler Wirkflächenschaltung im Vorhub. Eigentändiger unabhängiger Anspruch ohne Flächenverhältnis-Beschränkung. Alternatives unabhängiges Schutzumfang zur Parallelventil-Konfiguration. | DHK-Vorhub-Flächenschaltung |
2a. Familienübersicht
| File Number | Lnd | Stat | VgArt | Anm.-Nr. | Anm.-Datum | Patent-Nr. | Ert.-Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E139WO | WO | P. | PCT | PCT/EP2014/069723 | 16.09.2014 | – | – |
| E139WOEP | EP | G. | Patent | 14771263.2 | 16.09.2014 | EP3046815B1 | 27.10.2021 |
| E139WOEPDE | DE | G. | Patent | 14771263.2 | 16.09.2014 | 502014015957.7 | 27.10.2021 |
| E139WOEPGB | GB | G. | Patent | 14771263.2 | 16.09.2014 | 3046815 | 27.10.2021 |
| E139WOEPFR | FR | G. | Patent | 14771263.2 | 16.09.2014 | 3046815 | 27.10.2021 |
| E139WOJP | JP | G. | Patent | 2016-543378 | 16.09.2014 | JP6463765B2 | 11.01.2019 |
| E139WOIN | IN | G. | Patent | 201617009163 | 16.09.2014 | IN512135B | 19.02.2024 |
| E139WOKR | KR | G. | Patent | 10-2016-7009833 | 16.09.2014 | KR102317791B1 | 20.10.2021 |
| E139WOUS | US | G. | Patent | 15/022,134 | 16.09.2014 | US10,421,447B2 | 24.09.2019 |
| E139WOCN | CN | G. | Patent | 201480051081.6 | 16.09.2014 | CN105636841B | 17.03.2020 |

