DE102004022111A1 - Piston pump with actively operable closure element - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung von Hydraulikfluid, umfassend einen hin- und herbewegbaren Kolben (4), welcher mittels eines Federelements (7) in seine Ausgangslage zurückstellbar ist, ein Auslassventil mit einem Verschlusselement (12), welches einen Durchlass (11) zwischen einem Kolbenraum (8) und einem Druckbereich (9) nach dem Durchlass freigibt und verschließt und ein aktives Betätigungselement (15), um das Verschlusselement (12) aktiv zu betätigen, um den Durchlaß (11) freizugeben und/oder zu verschließen.The present invention relates to a piston pump for conveying hydraulic fluid, comprising a reciprocating piston (4) which can be returned to its starting position by means of a spring element (7), an outlet valve having a closure element (12) which has a passage (11). between a piston space (8) and a pressure area (9) after passage opens and closes and an active actuator (15) to actively actuate the closure element (12) to release and / or close the passage (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung von Hydraulikfluid mit einem aktiv betätigbaren Verschlusselement, welche insbesondere in einer Bremsanlage für ein Fahrzeug verwendet wird.The The present invention relates to a piston pump for delivery of hydraulic fluid with an actively operable closure element, which is used in particular in a brake system for a vehicle.
Kolbenpumpen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Als Kolbenpumpen für Fahrzeugbremsanlagen werden häufig Radialkolbenpumpen verwendet, bei denen wenigstens ein Kolben mittels eines Exzenters hin- und herbewegbar ist. Derartige Kolbenpumpen werden häufig auch für elektronische Stabilitätssysteme (ESP) oder elektrohydraulische Bremsanlagen (EHB) verwendet. Hierbei weisen die bekannten Kolbenpumpen ein Auslassventil auf, welches eine federbelastete Kugel als Verschlusselement umfasst. Die Kugel wird durch die Feder in den Dichtsitz gedrückt. Wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Kolbenraum und dem Druck nach dem Auslassventil groß genug ist, wird die Kugel vom Ventilsitz gegen die Federkraft abgehoben, sodass eine Verbindung zwischen dem Kolbenraum und dem Bereich nach dem Auslassventil geöffnet ist. Wenn bei diesem Vorgang der sogenannte Öffnungsdruck erreicht wird, öffnet das Auslassventil schlagartig. Dadurch entstehen Druckspitzen, welche sich durch unerwünschte Geräusche im Betrieb bemerkbar machen. Um diese Druckspitzen abzudämpfen, wurde schon vorgeschlagen, zusätzliche Dämpferkammern im Bereich nach dem Auslassventil vorzusehen. Eine andere Möglichkeit zur Abdämpfung der Druckspitzen ist das Vorsehen von federbelasteten Membranen mit anschließender Drossel. Diese bekannten Maßnahmen zur Dämpfung von Druckspitzen benötigen jedoch zusätzliche Teile oder im Falle der Dämpferkammern einen zusätzlichen Bauraum. Bei Verwendung der Drossel ergeben sich zusätzlich noch unerwünschte Druckverluste.piston pumps are of the prior art in different configurations known. As piston pumps for Vehicle braking systems become common Radial piston pumps used in which at least one piston means an eccentric is reciprocable. Such piston pumps become common also for electronic stability systems (ESP) or electro-hydraulic brake systems (EHB). in this connection the known piston pumps on an exhaust valve, which comprises a spring-loaded ball as a closure element. The ball is pressed by the spring in the sealing seat. If a pressure difference between a piston chamber and the pressure after the exhaust valve big enough is, the ball is lifted from the valve seat against the spring force, allowing a connection between the piston chamber and the area after open the exhaust valve is. If the so-called opening pressure is reached during this process, this opens Exhaust valve abruptly. This creates pressure peaks, which by unwanted Sounds noticeable during operation. To dampen these pressure peaks, was already suggested additional damper chambers in the area after the exhaust valve. Another possibility for damping The pressure peaks is the provision of spring-loaded membranes with following Throttle. These known measures for damping of pressure spikes need however additional Parts or in the case of damper chambers An additional Space. When using the throttle arise in addition undesirable Pressure losses.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie die geräuschrelevanten Druckspitzen vermeiden kann. Dabei ist die erfindungsgemäße Kolbenpumpe einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar. Weiterhin wird kein bzw. nur ein minimaler zusätzlicher Bauraum benötigt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Verschlusselement mittels eines separaten aktiven Betätigungselements aktiv betätigt wird, um einen Durchlaß zwischen einem Kolbenraum und einem Druckbereich nach dem Durchlaß freizugeben bzw. zu verschließen. Erfindungsgemäß wird hierbei unter aktiv eine definierte, angesteuerte Betätigung des Verschlusselements verstanden, im Gegensatz zu einer passiven Betätigung mittels einer Feder, wie im Stand der Technik. Mit anderen Worten kann die vorliegende Erfindung durch aktives Ansteuern des Verschlusselements das Auftreten von Druckspitzen im Betrieb verhindern. Ein weiterer Vorteil der aktiven Ansteuerung des Verschlusselements des Auslassventils der Kolbenpumpe liegt darin, dass eine genaue Förderleistungssteuerung der Pumpe durch die gezielte Ansteuerung erreicht werden kann.The piston pump according to the invention with the features of claim 1, in contrast, the Advantage that they are the noise-relevant Can avoid pressure peaks. In this case, the piston pump according to the invention simple and inexpensive produced. Furthermore, no or only a minimal additional Space required. This is inventively characterized achieved that the closure element by means of a separate active actuating element actively actuated is going to have a passage between a piston chamber and a pressure range after the passage release or to close. According to the invention is under actively a defined, controlled actuation of the closure element understood, in contrast to a passive operation by means of a spring, as in the prior art. In other words, the present Invention by actively driving the closure element the occurrence prevent pressure peaks during operation. Another advantage of active control of the closure element of the exhaust valve of the Piston pump is that an accurate flow control of the Pump can be achieved by the targeted control.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.The under claims have preferred developments of the invention to the subject.
Um besonders kostengünstig herstellbar zu sein, ist das aktive Betätigungselement vorzugsweise ein Magnetventil. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das aktive Betätigungselement auch ein Piezostellelement sein.Around especially inexpensive To be producible, the active actuator is preferably a solenoid valve. According to one Another preferred embodiment of the invention, the active actuator also be a piezo actuator.
Besonders bevorzugt wird das Betätigungselement in Abhängigkeit vom Druck im Kolbenraum aktiv angesteuert. Hierbei wird der Druck im Kolbenraum vorzugsweise mittels eines Drucksensors bestimmt, welcher im Kolbenraum angeordnet ist. Bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks kann beispielsweise eine leichte, d.h. nicht vollständige, Öffnung des Verschlusselements erfolgen und bei Erreichen eines zweiten vorbestimmten Drucks kann das Verschlusselement vollständig öffnen. Dadurch wird ein schlagartiges Öffnen des Verschlusselements und somit die Erzeugung von ungewollten Druckspitzen verhindert.Especially the actuating element is preferred dependent on Actively activated by the pressure in the piston chamber. This is the pressure determined in the piston chamber, preferably by means of a pressure sensor, which is arranged in the piston chamber. Upon reaching a predetermined For example, pressure may be a slight, i. not complete, opening the Closure element take place and upon reaching a second predetermined Pressure can fully open the closure element. This will cause a sudden opening of the Closure element and thus the generation of unwanted pressure peaks prevented.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Betätigungselement in Abhängigkeit von einer Position des Kolbens im Zylinder aktiv ansteuerbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise ein Sensor zur Bestimmung der Position des Kolbens im Zylinder, z.B. ein optischer Sensor, verwendet.According to one Another preferred embodiment of the present invention the actuator dependent on from a position of the piston in the cylinder actively controllable. at this embodiment is preferably a sensor for determining the position of the piston in the cylinder, e.g. an optical sensor used.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Kolben der Kolbenpumpe mittels eines Exzenters betätigbar und das Betätigungselement in Abhängigkeit von einer Position des Exzenters aktiv ansteuerbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Position des Exzenters vorzugsweise mittels eines Drehwinkelsensors oder eines optischen Sensors bestimmt.According to one Another preferred embodiment of the present invention the piston of the piston pump can be actuated by means of an eccentric and the actuator dependent on can be actively activated from a position of the eccentric. In this embodiment the position of the eccentric is preferably by means of a rotation angle sensor or an optical sensor.
Das Verschlußelement ist vorzugsweise eine Kugel.The closure element is preferably a sphere.
Weiter bevorzugt ist in einem Anker des Magnetventils eine Ausnehmung gebildet, welche das Verschlusselement zumindest teilweise aufnimmt. Wenn das Verschlußelement eine Kugel ist, ist die Ausnehmung dabei halbkugelförmig bzw. teilkugelförmig entsprechend dem Kugeldurchmesser gebildet.More preferably, a recess is formed in an armature of the solenoid valve, which at least partially receives the closure element. If the closure element is a ball, that is Recess thereby formed hemispherical or part spherical in accordance with the ball diameter.
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe wird besonders bevorzugt in Bremsanlagen von Fahrzeugen, beispielsweise zur Steuerung des Drucks in Radbremszylindern verwendet. Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Kolbenpumpe dabei in Verbindung mit elektronischen Steuer- und Regelsystemen der Bremsanlage, wie z.B. ESP, EHB, ASR usw., verwendet.The piston pump according to the invention is particularly preferred in brake systems of vehicles, for example used to control the pressure in wheel brake cylinders. Especially the piston pump according to the invention is preferred in connection with electronic control systems the brake system, such as ESP, EHB, ASR, etc. used.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in detail. In the drawing is:
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die
Wie
in
Das
Auslassventil umfasst neben dem Gehäusebauteil
Wie
aus
Ferner
umfasst die erfindungsgemäße Kolbenpumpe
Nachfolgend
wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe
Um
das Auslassventil wieder zu schließen, wird die Bestromung des
Magnetventils
Somit
kann erfindungsgemäß das Auftreten von
Druckspitzen infolge der schlagartigen Öffnungsvorgänge am Auslassventil vermieden
werden. Das Magnetventil
Es
sei angemerkt, dass die Ansteuerung des Magnetventils
Claims (11)
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