DE10053992A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Kolbenpumpe

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DE10053992A1
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Abstract

Eine Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, mit einem in einem Pumpenraum axial verschiebbaren Stufenkolben, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum in eine Niederdruckkammer und in eine Hochdruckkammer mit variablem Kammervolumen unterteilt, wobei der Stufenkolben einen Abschnitt mit einer der Hochdruckkammer zugewandten Schulter umfaßt, und mit einer in der Hochdruckkammer angeordneten Pumpenfeder, weist eine die Hochdruckkammer gegen die Niederdruckkammer dichtende Dichtung auf, der Mittel zugeordnet sind, die eine Relativbewegung der Dichtung zum Stufenkolben ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, mit einem in einem Pumpenraum axial verschiebbaren Stufenkolben, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum in eine Niederdruckkammer und in eine Hochdruckkammer mit variablem Kammervolumen unterteilt, wobei der Stufenkolben einen Abschnitt mit einer der Hochdruckkammer zugewandten Schulter umfaßt, und mit einer in der Hochdruckkammer angeordneten Pumpenfeder, welche Kolbenpumpe eine die Hochdruckkammer gegen die Niederdruckkammer dichtende Dichtung, z. B. einen Dichtring, enthält.
Kolbenpumpen werden in Bremsanlagen eingesetzt. Sie fördern die Bremsflüssigkeit in die Bremskreise von Radbremsen. Der Druck in den Bremskreisen steigt dadurch an, bis ein Bremseingriff an den Radbremsen des Fahrzeugs erfolgt.
Der Kolben unterteilt den Pumpenraum dabei in zwei voneinander getrennte Pumpenkammern. Die eine Pumpenkammer (Niederdruckkammer) steht über einen Ansaugkanal mit einem Pumpeneinlaß und die andere Pumpenkammer (Hochdruckkammer) über einen Druckkanal mit einem Pumpenauslaß in Verbindung.
Kolbenpumpen mit Stufenkolben sind bekannt. Eine dem Stufenkolben nach Erreichen seiner oberen Totpunktlage zurückstellende Pumpenfeder wirkt über einen, ein Saugventil aufnehmenden Saugventiltopf auf die Stirnseite des Kolbens. Der Saugventiltopf weist einen Fuß mit einer kreisringförmig die Stirnseite des Stufenkolbens umgebenden Auflage auf, auf der sich eine Pumpenfeder abstützt. Im Betrieb der Kolbenpumpe befindet sich das Saugventil in Schließstellung, wenn der Stufenkolben von seiner unteren Totpunktlage aus Hydraulikflüssigkeit in der Hochdruckkammer so lange komprimiert, bis ein die Hochdruckkammer absperrendes Druckventil öffnet und einen Pumpenausgang freigibt. Gleichzeitig vergrößert sich während der Kolbenbewegung zur oberen Totpunktlage die Volumenaufnahme in der Niederdruckkammer. Sobald sich der Stufenkolben unter der Wirkung der Pumpenfeder von der oberen Totpunktlage zur unteren Totpunktlage zurückbewegt, wird während des in der Hochdruckkammer stattfindenden Saughubes die in der Niederdruckkammer befindliche Hydraulikflüssigkeit vorkomprimiert und nach Überwindung der wirksamen Federöffnungskraft des Saugventils in die Hochdruckkammer verdrängt.
Besondere Anforderungen ergeben sich bei einer sog. optimierten hydraulischen Bremse (OHB) bei der die Bremskraftverstärkung mittels einer hydraulischen Pumpe erfolgt. Daher wurden versuchsweise die Pumpen (Mehrfach- Kolbenpumpen und/oder Zahnradpumpen) mit sehr starken Elektromotoren betrieben. Auch sog. Volumenschluckzylindern wurden eingesetzt. Diese Lösungen haben den entscheidenden Nachteil, daß sie sehr bauteil-, volumen-, gewichts- und kostenaufwendig sind. Darüber hinaus sind bei diesen Lösungen gerade im Fall der Volumenschluckzylinder zusätzliche Kolben, Dichtungselemente und Federn erforderlich.
Ähnliches gilt für Systeme mit Fahrdynamikregelung (ESP) bei sehr tiefen Temperaturen. Auch hier müssen sehr schnell auch bei tieferen Temperaturen hohe Drücke erzeugt werden. Dazu sind Pumpen mit großer Förderleistung erforderlich, um die Sättel mit der dann nur niedrigviskosen Bremsflüssigkeit entsprechend schnell zu füllen. Diese Pumpen sind für die Rückförderung in einem ABS-Regelmodus weit überdimensioniert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen mit einer OHB oder ESP, zu schaffen, die kostengünstig hergestellt werden kann und eine hohe Förderleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von einer saugoptimierten Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, aus, die einen in einem Pumpenraum axial verschiebbaren Stufenkolben aufweist, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum in eine Niederdruckkammer und in eine Hochdruckkammer mit variablem Kammervolumen unterteilt, wobei der Stufenkolben einen Abschnitt mit einer der Hochdruckkammer zugewandten Schulter umfaßt, die eine die Hochdruckkammer gegen die Niederdruckkammer dichtende Dichtung, z. B. ein Dichtring, enthält. In der Hochdruckkammer ist ferner eine Pumpenfeder angeordnet. Die Grundfunktionen derartiger saugoptimierter Pumpen sind beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen 198 54 715.3, 198 54 716.1 und 198 54 719.6 erläutert, auf die hier ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen wird. Daher kann hier auf eine Beschreibung der Grundfunktionen verzichtet werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dichtung Mittel zugeordnet sind, die eine Relativbewegung der Dichtung zum Stufenkolben ermöglichen. Diese Mittel sind vorzugsweise im Pumpenraum angeordnet.
Da die Dichtung, welche die Hochdruckkammer gegen die Niederdruckkammer abdichtet, relativ zum Stufenkolben bewegbar ausgebildet ist, ist die Förderleistung der Pumpe im Grundsatz umschaltbar.
Es ist vorgesehen, daß die Dichtung über ein an der Schulter des Stufenkolbens gehaltenes oder gelagertes elastisches Element relativ zur Bewegung des Kolbens axial verschiebbar ist. Eine relative Bewegung der Dichtung bedeutet insbesondere eine Bewegung der Dichtung bei unbewegter Pumpenfeder.
Nach der Erfindung ist das der Dichtung zugeordnete Mittel zwischen der Dichtung und der Schulter des Stufenkolbens angeordnet.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß das der Dichtung zugeordnete Mittel eine vorgegebene axiale Verschiebung des Kolbens ermöglicht, bevor der Kolben die Dichtung direkt oder indirekt durch die Schulter des Stufenkolbens mitnimmt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist als Mittel ein elastisches Element vorgesehen, das sich gegen ein Halteelement abstützt, das sich gegen die Schulter des Stufenkolbens abstützt.
Nach der Erfindung ist das Halteelement topfförmig ausgebildet und weist eine entlang einer Kolbenbohrung sich erstreckendes Stützelement auf. Dann bildet vorzugsweise ein anderer Bereich des Halteelements ein Bodenteil.
Erfindungsgemäß bildet zumindest ein Teilbereich des Stützelements einen Anschlagfläche.
Es ist vorgesehen, daß die Dichtung sich an einem Verschiebeelement abstützt, der sich an dem elastischen Element abstützt. Das Verschiebeelement weist vorzugsweise ebenfalls eine Anschlagfläche auf.
In Ausgestaltung der Erfindung wird als elastisches Element ein aus einer oder mehreren Federn bestehendes Federpaket vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird das Federpaket über eine plastische Verformung des Halteelements auf eine vorgegebene Kraft eingestellt, zwecks Erzeugung eines definierten Umschaltdrucks der Pumpe, bei dem die Förderleistung der Pumpe umgeschaltet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen (Fig. 1 und Fig. 2) dargestellt und wird im folgenden beispielhaft näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ausschnittsweise einen Längsschnitt einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage,
Fig. 2 den in Figur dargestellten Ausschnitt eines Längsschnitts einer Kolbenpumpe, wobei schematisch die Kräfte eingetragen sind.
Die in Fig. 1 ausschnittsweise im Längsschnitt dargestellte Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit ist insbesondere als Pumpe in einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und wird zur Verstärkung und/oder zum Steuern des Drucks in Radbremszylindern verwendet. Je nach Art der Bremsanlage werden die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR und dergleichen verwendet. Die Kolbenpumpe weist einen Pumpenkörper 10 auf, in dem ein zylinderförmiger Pumpenraum 11 mit einem Innendurchmesser D und einer Querschnittsfläche A ausgebildet ist. Im Pumpenraum 11 ist ein Stufenkolben 12 axial verschieblich geführt, der von einem angetriebenen, nicht näher dargestellten Exzenter gegen die Rückstellkraft einer Pumpenfeder 13 in eine hin- und hergehende Hubbewegung angetrieben wird. Der Stufenkolben 12 besteht aus einem zylinderförmigen Kolbenschaft 14, der einen durchmesserkleineren (Durchmesser d1, Querschnittsfläche A1) Zylinderabschnitt 16 und einen durchmessergrößeren (Durchmesser d2, Querschnittsfläche A2) Zylinderabschnitt 17 aufweist, an deren Übergang eine radial verlaufende Schulter 18 ausgebildet ist. Durch die Stufenkolbenausführung (Stufung A1 zu A3) wird ein hervorragendes Saugvermögen auch bei tiefen Temperaturen realisiert.
Eine auf den Zylinderabschnitt 16 aufgeschobene Dichtung 1, vorzugsweise ein Elastomer-Dichtring, dichtet den Stufenkolben 12 gegenüber der Zylinderwand 21 des Pumpenraums 11 ab. Die Abdichtung erfolgt gegenüber dem Pumpenraum 11 in einem äußeren Dichtringbereich 19 und einem inneren Dichtringbereich 20. Der Außendurchmesser des Dichtrings 1 entspricht dem Innendurchmesser D des Pumpenraums und der Innendurchmesser des Dichtrings 1 entspricht dem Durchmesser d1 des durchmesserkleineren Zylinderabschnitts 16 des Kolbenschafts 14.
Die Dichtung 1 ist längs der Mittellinie des Stufenkolbens 14 axial verschiebbar. Die Dichtung 1 stützt sich über ein auf dem ersten Zylinderabschnitt 16 des Kolbenschafts 14 gehaltenes Verschiebeelement 2 und Halteelement 3 an der Schulter 18 ab. Das Halteelement 3 ist topfförmig ausgebildet und weist ein Federpaket 4 auf, das in einem Stützelement 5 gehalten wird, so daß das Verschiebeelement 2 sich über das Federpaket 4 an dem Halteelement 3 abstützt. Das Federpaket 4 ist in dem Halteelement 3 vorgespannt und wird über die plastische Verformung des Halteelements 3 auf eine vorgegebene Kraft eingestellt. Das Halteelement 3 ist in Richtung des Verschiebelements 2 gegen die Federkraft des Federpakets axial beweglich bis zu einem Anschlag, der durch eine Anschlagfläche 6 des Stützelements 5 und eine Anschlagfläche 7 des Verschiebelements 2 gebildet wird. Das Federpaket 4 wird gegen Überlast durch die Anschlagflächen 6, 7 und das Halteelements 3 mit dem Maß H vor Überlast geschützt, da der Abstand H größer ist als der Verschiebeweg S1.
Innerhalb des Pumpenraumes 11 sind ein Saugventil 22 und ein Druckventil 23 koaxial hintereinandergeschaltet. Das Saugventil 22 wird infolge der Wirkung einer Ventilfeder 24 in Richtung auf den am Stufenkolben 12 angeordneten Ventilsitz gedrückt. Die Pumpenfeder 13 innerhalb des Kompressionsraums 26 kontaktiert zum Zwecke der Kolbenrückstellung den radial verlaufenden Fuß 27 eines Saugventiltopfes 28, in dem das Saugventil mit der Ventilfeder 24 angeordnet ist. Die Ventilfeder 24 stützt sich am Boden 29 des Saugventiltopfes 28 und die Pumpenfeder 13 mit ihren entgegengesetzten Windungsenden am Ventilsitzkörper 30 des Druckventils 23 ab. Der Fuß 27 des Saugventiltopfes 28 wird von der Pumpenfeder 13 beaufschlagt und preßt die Dichtung 1, das Verschiebeelement 2 und das Halteelement 3 gegen die Schulter 18 des Kolbenschaftes 14 und stellt damit den Stufenkolben 12 zurück. Damit ist ein sehr exakter Umschaltdruck p0 der Pumpe realisierbar.
Die den Stufenkolben 12 nach Erreichen seiner oberen Totpunktlage zurückstellende Pumpenfeder 13 wirkt dabei über den stufenförmig ausgebildeten Fuß 27 mit einer kreisringförmig die Stirnseite des Stufenkolbens 12 umgebenden Auflage 31 auf die Dichtung 1.
Im Betrieb der Kolbenpumpe befindet sich das Saugventil 22 in Schließstellung, wenn der Stufenkolben 12 von seiner unteren Totpunktstellung aus Hydraulikflüssigkeit in der Hochdruckkammer 26 komprimiert, bis das Druckventil 23 öffnet und den Pumpenausgang 32 freigibt. Gleichzeitig vergrößert sich während der Kolbenbewegung zur oberen Totpunktlage die Volumenaufnahme in der Niederdruckkammer 33. Sobald sich der Stufenkolben 12 unter der Wirkung der Pumpenfeder 13 von der oberen Totpunktlage zu der unteren Totpunktlage zurückbewegt, wird während des in der Hochdruckkammer 26 stattfindenden Saughubes die in der Niederdruckkammer 33 befindliche Hydraulikflüssigkeit vorkomprimiert und nach Überwindung der wirksamen Federöffnungskraft des Saugventils 22 in die Hochdruckkammer 26 verdrängt. Mit Beginn des Kompressionshubes durch die sich in der Hochdruckkammer 26 einstellenden Drücke bis zu 220 bar ist die Dichtung 1 einer Dichtpressung durch die Hydraulikflüssigkeit unterworfen, da der Druck in der Hochdruckkammer 26 wesentlich größer ist als in der Niederdruckkammer 33. Die Druckdifferenz beaufschlagt die Dichtung 1 gegen das Verschiebeelement 2 und das Halteelement 3. Dadurch bewegt sich die Dichtung 1 relativ zum Stufenkolben 12 entgegen der Federkraft des Federpakets 4. Erst wenn der Verschiebeweg S1 überwunden ist und die Anschlagflächen 6 und 7 aneinanderstoßen, nimmt der Stufenkolben 12 die Dichtung 1 wieder mit.
Der zylinderförmige Kolbenschaft 14 ist in der Niederdruckkammer mit einer auf der Schulter 37 des Pumpenkörpers 10 angeordneten Ringdichtung 38 gegenüber dem nicht näher dargestellten Exzenterraum abgedichtet. Ein vorzugsweise als Feder 39 ausgebildetes elastisches Mittel hält die Dichtung 38 in axialer Richtung auf der Schulter 37, wobei die Feder 39 die Dichtung 38 vorspannt. Die Feder 39 stützt sich gegen das Halteelement 3 so ab, daß eine Federkraft bei jeder Hubbewegung in Richtung der Schulter 18 wirkt. Zwischen der Feder 39 und der Dichtung 38 ist im Bereich des Pumpeneinlasses 40 ein Filter 41 angeordnet. Damit kann in dem Ansaugbereich die angesaugte Hydraulikflüssigkeit abgefiltert werden. Bevorzugt ist das Filter 41 mit zwei Stützringen 42, 43 versehen, die zwischen Feder und Filter bzw. zwischen Dichtung und Filter angeordnet sind. Durch die Ausbildung des Filters 41 mit den Stützringen 42, 43 als Baueinheit wird die Teilevielfalt verringert und die Montage wesentlich erleichtert.
Die erfindungsgemäße Pumpe ist insbesondere für OHB- Syseme ohne hydraulischen Speicher (Hochdruckspeicher) geeignet, bei denen Pumpen mit einer sehr hohen Förderleistung erforderlich sind. Die hohe Förderleistung wird benötigt, um zunächst in den Rad-Bremskreisen die Lüftspiele an den Radbremszylindern zu überbrücken und dann den erforderlichen Bremsdruck schnell aufzubauen.
Selbstverständlich sind Mehrfachpumpen für zweikreisige Anlagen oder zur Geräuschreduzierung möglich.
Die Grundprinzipien und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Pumpe werden nun anhand der folgenden Abbildungen (Fig. 1 bis Fig. 5) erläutert.
Es zeigen:
Fig. 3 eine Darstellung der Druckmittel-Volumenaufnahme an einem Radbremskreis (Volumen-Druck-Diagramm),
Fig. 4 eine Darstellung der Federspannarbeit einer Kolbenpumpe (Kraft-Weg-Diagramm),
Fig. 5 eine andere Darstellung der Federspannarbeit einer Kolbenpumpe (Kraft-Weg-Diagramm).
Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, die die Volumenaufnahme (Auftragung des Volumens (V) gegen den Druck (P)) einer Radbremse in idealisierter Darstellung zeigt, kann die Charakteristik des Radbremskreises in vereinfachter Weise in 2 Grundbereiche (Bereiche I und II) eingeteilt werden. Bis zu einem bestimmten Punkt p0 ist der Gradient des Volumens (V) zum Druck (p) (V/p-Gradient) relativ hoch. Nach dem Knickpunkt bei p0 flacht der Gradient der Volumenkurve V deutlich ab. Um auf die geforderten kleinen Füllzeiten und großen Druckaufbaugradienten des Bremssattels zu kommen, wie sie bei den herkömmlichen Vakuumverstärkern bekannt sind, sind bei konstant fördernden Pumpen sehr hohe elektrische Leistungen erforderlich. Diese Leistungen geben die heutigen Bordnetze der Fahrzeugelektronik nicht her.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist wesentlich, daß etwa bis zu dem Druck p0 eine hohe volumetrische Förderleistung zur Verfügung gestellt wird und nach dem Druck p0 auf eine geringere Förderleistung umgeschaltet wird.
Solange der Druck p1 kleiner ist als der gewählte Druck p0 wird das Volumen Q1 entsprechend der Fläche A1 und dem Hub S ausgestoßen:
Q1 = A1.S.n.ηv
Ist der Druck p1 größer als p0, wird das gefesselte Federpaket 4 durch die hydraulische Reaktionskraft FH1 entgegen der Federkraft FF bzw. der Stützkraft FA bis zu einem maximal möglichen Weg S1 zusammengeschoben in x- Richtung (siehe Fig. 1 und 2). Vorzugsweise entspricht demnach der Hub bis zum Anschlag (maximal möglicher Weg S1) ca. dem Pumpenhub.
Wenn S1 gleich 0 ist, fördert die Pumpe nur noch das Volumen Q2:
Q2 = {(A1.S - (A1 - A2).S1.}.n.ηvmit S1 = S gilt: Q2,res = A2.S.n.ηv
Durch die vorgeschlagene Fördermengenumschaltung (bei p = p0) ist es möglich, die Leistung und damit die Baugröße der Elektromotoren deutlich zu reduzieren. Denn die Spitzenleistung des Motors muß nicht wie bei bekannten Systemen auf das maximale Fördervolumen Q1 im Bereich p < p0 und gleichzeitig auf den maximalen Systemdruck pmax von ca. 220 bar ausgelegt werden.
Die Feder nimmt immer eine bestimmte Leistung auf. Die mittlere Leistung P∅ beträgt für p < p0:
P∅ 1 = A1.S.n.ηv.ηm.P
Auch das Federpaket 4 nimmt bei Drücken P < p0 immer eine Federspannarbeit/-leistung auf:
Wenn die Federarbeit zurückgewonnen wird, dann gilt:
P2 = A2.S.n.ηv.ηm.P
Die mittlere Federspannleistung P∅ F ist gegeben durch:
P∅ F = WF.n
Wird die Federspannarbeit nicht zurückgewonnen (100% Verlust), dann gilt für p < p0 (siehe Fig. 4, schraffierte Fläche unterhalb der Geraden = Federspannarbeit WF(1)):
P2* = A2.S.n.ηv.ηm.P + WF.n = {A2.S.ηv.ηm.P + WF}.n
Die Arbeit/Leistung ist nur teilweise rückgewinnbar; sie stellt einen Verlust dar.
Um diesen Verlust zu minimieren, wird gemäß der Erfindung ein Tellerfederpaket vorgeschlagen, bei dem nach Erreichen des Drucks p0 mit einer negativen Federkonstanten gearbeitet wird. Siehe hierzu die Fig. 5 (schraffierte Fläche unterhalb der Geraden = Federspannarbeit WF(2)). Durch das eingesetzte Tellerfederpaket mit negativer Federsteifigkeit wird die Federspannarbeit/-leistung stark reduziert (WF(2) << WF(1)) und der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe verbessert.
Durch gezielt ausgewählte Kennlinien der Federpakete, lassen sich auch nahezu stufenlose Anpassungen der Umschaltpunkte der Pumpe von p01 bis P0n realisieren.
Ein ganz wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß keine zusätzlichen Dichtelemente, keine zusätzlichen Kolben, keine zusätzlichen Federpakete und kein zusätzlich größerer Bauraum erforderlich werden.
Die Pumpeneinsätze sind leicht als Mehrfachpumpen auszubilden und eignen sich sowohl für OHB-Systeme ohne Hochruckspeicher als auch ESP-Anwendungen. Sie können ohne große Designänderungen in die bestehenden Systeme integriert werden.
Weitere Ausgestaltungen sind in der konstruktiven Ausführung der Pumpe denkbar. Die Fesselung des Federpakets, die Ausführung des Kolbens 14 sowie des Saugventils kann in vielfältiger Weise variiert werden. Die Erfindung ist im Grundsatz auch nicht auf eine Pumpe mit einem Stufenkolben beschränkt, vielmehr kann die Erfindung ausdrücklich auch an Kolbenpumpen ohne einen gestuften Kolben zur Anwendung kommen.
Bezugszeichenliste
1
Dichtring
2
Verschiebeelement
3
Halteelement
4
Federpaket
5
Stützelement
6
Anschlagfläche Stützelement
7
Anschlagfläche Verschiebeelement
10
Pumpenkörper
11
Pumpenraum
12
Stufenkolben
13
Pumpenfeder
14
Kolbenschaft
16
erster Zylinderabschnitt
17
zweiter Zylinderabschnitt
18
Schulter (Mitnahmefläche Kolben)
19
Dichtringbereich außen
20
Dichtringbereich innen
21
Zylinderwand
22
Saugventil
23
Druckventil
24
Ventilfeder Saugventil
26
Hochdruckkammer (Kompressionsraum)
27
Fuß Saugventiltopf
28
Saugventiltopf
29
Boden Saugventiltopf
30
Ventilsitzkörper
31
Auflage
32
Pumpenausgang
33
Niederdruckkammer
37
Schulter des Pumpenkörpers
38
Dichtung
39
Feder
40
Pumpeneinlaß
41
Filter
42
,
43
Stützringe
Verwendete Größen
A Querschnittsfläche Pumpenraum
A1
Querschnittsfläche Zylinderabschnitt
16
A2
Querschnittsfläche Zylinderabschnitt
17
D Innendurchmesser Pumpenraum
d1
Durchmesser Zylinderabschnitt
16
d2
Durchmesser Zylinderabschnitt
17
FH1
Hydraulische Reaktionskraft am Dichtring
FH2
Hydraulische Reaktionskraft am Kolben
FA
Stützkraft am Verschiebeelement
FF
Federkraft
H Einstellmaß für Federpaket
n Pumpendrehzahl
p∅
Mittlere Leistung
p0
Druck am Umschaltpunkt der Pumpe
p1
Druck im Pumpenraum
p2
Druck nach Auslaßventil
Q Volumenstrom
S Kolbenhub
S1
Verschiebeweg
V Volumen
WF
Federspannarbeit
Xm1
Einfederung bezogen auf Kolbenanschlag
ηv
Volumetrischer Wirkungsgrad
ηm
Mechanischer Wirkungsgrad

Claims (11)

1. Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, mit einem in einem Pumpenraum axial verschiebbaren Stufenkolben, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum in eine Niederdruckkammer und in eine Hochdruckkammer mit variablem Kammervolumen unterteilt, wobei der Stufenkolben einen Abschnitt mit einer der Hochdruckkammer zugewandten Schulter umfaßt, und mit einer in der Hochdruckkammer angeordneten Pumpenfeder, welche Kolbenpumpe eine die Hochdruckkammer gegen die Niederdruckkammer dichtende Dichtung, z. B. ein Dichtring, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtung (1) Mittel (3, 4) zugeordnet sind, die eine Relativbewegung der Dichtung (1) zum Stufenkolben (12) ermöglichen.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) über ein an der Schulter (18) des Kolbenschafts (14) gehaltenes oder gelagertes elastisches Element (3) relativ zur Bewegung des Kolbens (12) axial verschiebbar ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der Dichtung (1) zugeordnete Mittel (3, 4) zwischen der Dichtung (1) und der Schulter (18) des Kolbenschafts (14) angeordnet ist.
4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das der Dichtung (1) zugeordnete Mittel (3, 4) eine vorgegebene axiale Verschiebung des Kolbens (12) ermöglicht, bevor der Kolben (12) die Dichtung (1) direkt oder indirekt durch die Schulter (18) des Kolbenschafts (14) mitnimmt.
5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel (3, 4) ein elastisches Element (4) vorgesehen ist, das sich gegen ein Halteelement (3) abstützt, das sich gegen die Schulter (18) des Kolbenschafts (14) abstützt.
6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (3) topfförmig ausgebildet ist und vorzugsweise ein entlang einer Kolbenbohrung (21) sich erstreckendes Stützelement (5) aufweist.
7. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilbereich des Stützelements (5) eine Anschlagfläche (6) bildet.
8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) sich an einem Verschiebeelement (2) abstützt, der sich an dem elastischen Element (4) abstützt.
9. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (4) ein aus einer oder mehreren Federn bestehendes Federpaket ist.
10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpaket (4) über eine plastische Verformung des Halteelements (3) auf eine vorgegebene Kraft eingestellt wird, zwecks Erzeugung eines definierten Umschaltdrucks der Pumpe.
11. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (4) eine negative Federkonstante aufweist.
DE10053992A 2000-01-25 2000-10-31 Kolbenpumpe Withdrawn DE10053992A1 (de)

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PCT/EP2001/000585 WO2001055595A1 (de) 2000-01-25 2001-01-19 Kolbenpumpe

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