DE102005045937A1

DE102005045937A1 - Kolbenpumpe für eine Schlupfregelung aufweisende Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102005045937A1
Application number: DE200510045937
Authority: DE
Inventors: Norbert Alaze; Michael Tischer; Thomas Michl; Georg Blosch; Andreas Weh; Horst Beling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: DE102005045937B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (1) für eine eine Schlupfregelung aufweisende Fahrzeugbremsanlage. Die Erfindung schlägt vor, einen Pumpenkolben (4) auf der Seite eines den Pumpenkolben (4) antreibenden Exzenters (5) mit zwei Dichtringen (15, 16) in einer Pumpenbohrung (3) abzudichten, zwischen denen ein Führungsring (17) angeordnet ist, der durch eine Niederdruckbohrung (21) mit Bremsflüssigkeit unter Niederdruck beaufschlagt ist. Die vorgeschlagene Dicht- und Führungsringkombination (15, 16, 17) vermeidet eine Leckage in einen Exzenterraum (6) und umgekehrt ein Ansaugen von Luft aus dem Exzenterraum (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für eine eine Schlupfregelung aufweisende Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Kolbenpumpen werden in Kraftfahrzeugen mit hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen verwendet und häufig als Rückförderpumpen bezeichnet. Sie dienen bei einer Schlupfregelung dazu, den Bremsdruck in Radbremszylindern wahlweise abzusenken oder zu erhöhen, um den Bremsdruck in den Radbremszylindern regeln zu können. Unter Schlupfregelung ist eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung (ABS, ASR, FER) zu verstehen. Auch in elektrohydraulischen Fremdenergiebremsanlagen mit oder ohne Schlupfregelung werden derartige Kolbenpumpen zum Aufbau des Bremsdrucks eingesetzt.

Aus der DE 197 32 791 A1 ist eine derartige Kolbenpumpe bekannt. Diese weist einen Pumpenkolben auf, der mit einem rotierend antreibbaren Exzenter, der auf einer Stirnseite des Pumpenkolbens in einem Hydraulikblock angeordnet ist, zu einer in einer Pumpenbohrung axial hin und her gehenden Hubbewegung antreibbar ist. Die Pumpenbohrung ist im Hydraulikblock radial zu einer Drehachse des Exzenters angebracht, der Hydraulikblock bildet ein Pumpengehäuse. Der Pumpenkolben kann unmittelbar in der Pumpenbohrung axial verschieblich sein oder es ist eine Laufbuchse in die Pumpenbohrung eingepresst, in der der Pumpenkolben axial verschieblich aufgenommen ist. Zu einem Exzenterraum hin ist der Pumpenkolben mit einem Dichtring in der Pumpenbohrung abgedichtet. Außerdem ist auf der Seite des Exzenters ein Führungsring in die Pumpenbohrung eingesetzt, der den Pumpenkolben axial verschieblich, d. h. radial führt.

Erläuterung und Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist zwei axial hintereinander angeordnete Dichtringe auf der dem Exzenter zugewandten Seite des Pumpenkolbens auf, die den Pumpenkolben in der Pumpenbohrung zum Exzenterraum abdichten. Zwischen den beiden Dichtringen ist die Pumpenbohrung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe mit unter Niederdruck stehender Bremsflüssigkeit beaufschlagt. Dabei ist unter Niederdruck ein Druck von etwa 2 bis 6 bar zu verstehen, also ein Druck von einem Bruchteil des Drucks, der bei bestimmten Fahr- und Bremsmanövern auf der Saugseite der Pumpe auftreten kann und der mit etwa 70 bis 140 bar anzunehmen ist. Die Beaufschlagung mit Niederdruck kann durch Anschluss der Pumpenbohrung zwischen den beiden Dichtringen an ein Bremsdruckabsenkventil eines Radbremszylinders (Anspruch 2) oder an einen dort angeschlossenen Niederdruck-Hydrospeicher (Anspruch 3) erfolgen.

Ein solcher Niederdruck-Hydrospeicher ist in schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen üblicherweise vorgesehen, um einen Radbremsdruck zu einer Blockierschutzregelung durch Öffnen des Bremsdruckabsenkventils schnell absenken zu können.

Die Erfindung hat mehrere Vorteile: Bei einer Undichtigkeit eines der beiden exzenterseitigen Dichtringe verhindert der andere Dichtring, dass Bremsflüssigkeit von der Kolbenpumpe in den Exzenterraum gelangt und dass um gekehrt Luft aus dem Exzenterraum in die Kolbenpumpe angesaugt wird und in die Bremsflüssigkeit gelangt. Die Erfindung vermeidet, dass durch Undichtigkeit eines der beiden Dichtringe die Funktion der Kolbenpumpe beeinträchtigt ist oder die Kolbenpumpe ausfällt.

Weiterer Vorteil der Erfindung ist eine Verringerung der Beanspruchung des Dichtrings, der dem Exzenterraum zugewandt ist, weil dieser nur mit Niederdruck beaufschlagt wird. Der andere Dichtring wird beidseitig mit Bremsflüssigkeit beaufschlagt und ist deswegen gut geschmiert. Ein Verschleiß und eine Versagenswahrscheinlichkeit der Dichtringe ist dadurch verringert. Auch vermeidet die Erfindung, dass der maximale Pumpen- und Bremsdruck an dem dem Exzenterraum zugewandten Dichtring anliegt, sondern dieser Dichtring dichtet nur das Druckgefälle vom Niederdruck zum im Exzenterraum herrschenden Umgebungsdruck ab. Ein Verschleiß und eine Versagenswahrscheinlichkeit des dem Exzenterraum zugewandten Dichtrings sind dadurch weiter herabgesetzt.

Die Beaufschlagung der Pumpenbohrung zwischen den beiden Dichtringen mit Bremsflüssigkeit unter Niederdruck verhindert einen Druckaufbau zwischen den beiden Dichtringen bei einer Undichtigkeit des dem Exzenterraum abgewandt angeordneten Dichtrings.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Anspruch 4 sieht einen zwischen den beiden Dichtringen angeordneten Führungsring für den Pumpenkolben vor. Außer seiner Führungsfunktion hält der Führungsring die beiden Dichtringe in Abstand voneinander. Gemäß Anspruch 5 ist der Führungsring radial fluiddurchlässig, um die Pumpenbohrung zwischen den beiden Dichtringen mit Bremsflüssigkeit unter Niederdruck zu beaufschlagen. Zur Fluiddurchlässigkeit kann der Führungsring Radiallöcher oder Radialnuten aufweisen, er kann auch mehrteilig ausgeführt sein.

Bei einer Schlupfregelung, insbesondere bei einer Blockierschutzregelung kann in bestimmten Fahrsituationen die Kolbenpumpe in Betrieb sein, obwohl in an sie angeschlossenen Radbremszylindern keine Bremsflüssigkeit zur Verfügung steht. In diesem Fall kann die Kolbenpumpe einen Unterdruck aufbauen, der sich nicht zu den Radbremszylindern fortsetzen darf. Deshalb sieht Anspruch 8 vor, den dem Exzenter abgesandten Dichtring nach Art eines Differenzdruckventils auszubilden, das erst bei einer bestimmten Druckdifferenz öffnet. Ein solcher Dichtring kann eine Dichtmanschette sein. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Kolbenpumpe die Radbremszylinder nicht „leersaugt", d. h. dass die Kolbenpumpe einen Radbremsdruck in den Radbremszylindern nicht auf einen Druck verringert, der niedriger als die zum Überströmen des Dichtrings notwendige Druckdifferenz ist.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen schematisierten und vereinfachten Achsschnitt einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Kolbenpumpe 1 ist in einem Hydraulikblock 2 untergebracht, in dem außer der Kolbenpumpe 1 weitere, nicht dargestellte Bauteile einer eine Schlupfregelung aufweisenden hydraulischen Fahrzeugbremsanlage wie Magnetventile, Rückschlagventile und Hydrospeicher untergebracht und hydraulisch miteinander verschaltet sind. Der Hydraulikblock 2 bildet ein Pumpengehäuse der Kolbenpumpe 1. In ihm ist eine Pumpenbohrung 3 angebracht, in der ein Pumpenkolben 4 axial verschieblich aufgenommen ist. Eine Stirnseite des Pumpenkolbens 4 liegt an einem Umfang eines Exzenters 5 an, der um eine zum Pumpenkolben 4 rechtwinklige Drehachse drehend antreibbar ist. Der Exzenter 5 ist in einem Exzenterraum 6 im Hydraulikblock 2 angeordnet, die Pumpenbohrung 3 mündet in den Exzenterraum 6. Eine Kolbenrückstellfeder 7, die auf einer dem Exzenter 5 fernen Stirnseite des Pumpenkolbens 4 in der Pumpenbohrung 3 angeordnet ist, drückt den Pumpenkolben 4 gegen den Exzenter 5. Bei drehendem Antrieb treibt der Exzenter 5 den Pumpenkolben 4 zu einer in der Pumpenbohrung 3 axial hin und her gehenden Hubbewegung an, durch die die Kolbenpumpe 1 Bremsflüssigkeit in an sich bekannter und hier nicht zu erläuternder Weise fördert.
Eine Einlassbohrung 8, die radial zur Pumpenbohrung 3 im Hydraulikblock 2 angebracht ist, mündet in einen innen zur Pumpenbohrung 3 offenen Ringraum 9, der den Pumpenkolben 4 in ungefähr dessen Längsmitte umgibt. Mit dem Ringraum 9 kommunizieren Querbohrungen 10, die einander und eine axiale Sackbohrung 11 kreuzend den Pumpenkolben 4 radial durchsetzend im Pumpenkolben 4 angebracht sind. Die axiale Sackbohrung 11 mündet auf der dem Exzenter 5 abgewandten Stirnseite des Pumpenkolbens 4 in die Pumpenbohrung 3. Die Einlassbohrung 8, der Ringraum 9, die Querbohrungen 10 und die Sackbohrung 11 bilden einen Einlass der Kolbenpumpe 1. In den Pumpenkolben 4 ist ein in der Zeichnung symbolisch dargestelltes Rückschlagventil 12 integriert, das die Durchströmungsrichtung des Pumpenkolbens 4 steuert. Das Rückschlagventil 12 bildet ein Einlassventil der Kolbenpumpe 1.
Auf der dem Exzenter 5 abgewandten Stirnseite des Pumpenkolbens 4 mündet eine im Hydraulikblock 2 angebrachte Auslassbohrung 13 radial in die Pumpenbohrung 3. Ein ebenfalls symbolisch dargestelltes Rückschlagventil 14, das ein Auslassventil der Kolbenpumpe 1 bildet, steuert die Durchströmungsrichtung im Auslass der Kolbenpumpe 1.
Am exzenterseitigen Ende ist der Pumpenkolben 4 mit zwei Dichtringen 15, 16 in der Pumpenbohrung 3 abgedichtet. Zwischen den beiden Dichtringen 15, 16 ist ein Führungsring 17 angeordnet. Die beiden Dichtringe 15, 16 und der Führungsring 17 sind in eine im Durchmesser gestufte Nut eingesetzt, die in dem das Pumpengehäuse bildenden Hydraulikblock 2 angebracht ist und die den Pumpenkolben 4 umschließt. Der dem Exzenter 5 nahe angeordnete Dichtring 15 ist ein Mehrkantring mit einer umlaufenden Dichtkante an seinem Innenumfang, die abdichtend am Pumpenkolben 4 anliegt. Der andere, auf der dem Exzenter 5 abgewandten Stirnseite des Führungsrings 17 angeordnete Dichtring 16 ist eine Dichtmanschette, deren Dichtlippe 18 abdichtend am Pumpenkolben 4 anliegt. Die den anderen Dichtring 16 bildende Dichtmanschette ist in Richtung vom Exzenter 5 weg überströmbar, sie wirkt nach Art eines Rückschlagventils. Zum Überströmen der Dichtmanschette 16 ist eine Mindestdruckdifferenz zwischen den beiden Stirnseiten der Dichtmanschette 16 notwendig, die im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung 0,8 bar oder mehr beträgt. Die Dichtmanschette 16 wirkt somit nach Art eines federbeaufschlagten Rückschlagventils, das zum Durchströmen mit einer Mindestdruckdifferenz als Öffnungsdruck beaufschlagt sein muss. Solche Ventile werden auch als Differenzdruckventile bezeichnet.
Der Führungsring 17 besteht aus Kunststoff und führt den Pumpenkolben 4 axial verschieblich in der Pumpenbohrung 3, d. h. er führt den Pumpenkolben 4 radial. Durch Radiallöcher 19 ist der Dichtring 17 in radialer Richtung fluiddurchlässig. Der Führungsring 17 weist eine Durchmesserstufung an seinem Außenumfang auf, durch die zusammen mit der Durchmesserstufung der Nut, in die der Führungsring 17 mit den beiden Dichtringen 15, 16 eingesetzt ist, einen den Führungsring 17 umschließenden Ringraum 20 bildet. In den Ringraum 20 mündet eine Niederdruckbohrung 21.
An die Niederdruckbohrung 21 sind über Bremsdruckabsenkventile 22 Radbremszylinder 23 angeschlossen, von denen in der Zeichnung jeweils nur eines bzw. einer dargestellt ist. Des Weiteren ist ein Niederdruck-Hydrospeicher 24 an die Niederdruckbohrung 21 der Kolbenpumpe 1 angeschlossen. Es ist ein Hydrospeicher 24 für alle an die Kolbenpumpe 1 angeschlossenen Radbremszylinder 23 gemeinsam vorgesehen. Die Einlassbohrung 8 der Kolbenpumpe 1 ist über ein Ansaugventil 25 an einen Hauptbremszylinder 26 angeschlossen. Die Dichtmanschette 16, die nach Art eines federbeaufschlagten Rückschlagventils und als Differenzdruckventil wirkt, ist zwischen den Bremsdruckabsenkventilen 22 der Radbremszylinder 23 und dem Einlass der Kolbenpumpe 1 angeordnet und in Richtung des Einlass der Kolbenpumpe 1 durchströmbar. Sie stellt eine Druckdifferenz zwischen dem Einlass der Kolbenpumpe 1 und den Radbremszylindern 23 beim Ansaugen von Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylindern 23 von 0,8 bar und damit einen Mindestdruck in den Radbremszylindern von 0,8 bar sicher. Ein „Leersaugen" der Radbremszylinder 23 auf einen Druck von unter 0,8 bar wird dadurch verhindert. Sonstige Bauelemente der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage sind nicht dargestellt, da sie nicht zum Verständnis der Kolbenpumpe 1 beitragen und nicht die Fahrzeugbremsanlage, sondern deren Kolbenpumpe 1 den Gegenstand der Erfindung bildet. Eine Schlupfregelung aufweisende, hydraulische Fahrzeugbremsanlagen sind an sich bekannt und es wird insoweit beispielhaft auf die DE 199 40 263 A1 verwiesen, die das hydraulische Schaltbild einer eine Schlupfregeleinrichtung aufweisenden Fahrzeugbremsanlage zeigt und beschreibt.
Das Bremsdruckabsenkventil 22 ermöglicht in an sich bekannter Weise eine Absenkung des Radbremsdrucks im Radbremszylinder 23 zur Schlupfregelung. Im Niederdruck-Hydrospeicher 24 herrscht je nach Betriebszustand ein Druck von bis zu etwa 2 bis 6 bar. Durch den Anschluss des den Führungsring 17 umschließenden Ringraums 20 über die Niederdruckbohrung 21 an den Niederdruck-Hydrospeicher 24 ist die Pumpenbohrung 3 zwischen den beiden Dichtringen 15, 16 mit Bremsflüssigkeit unter Niederdruck beaufschlagt. Selbst bei einer Undichtigkeit der Dichtmanschette 16 wird der dem Exzenter 5 zugewandt angeordnete Dichtring 15 nicht mit einem Pumpen- und Bremsdruck beaufschlagt, der bei bis zu 140 bar liegen kann. Sondern der Dichtring 15 wird stets nur mit dem im Niederdruck-Hydrospeicher 24 herrschenden Niederdruck beaufschlagt.

Claims

Kolbenpumpe für eine eine Schlupfregelung aufweisende, hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Pumpenkolben (4), der mit einem drehend antreibbaren Exzenter (5) in einer Pumpenbohrung (3) zu einer axial hin und her gehenden Hubbewegung antreibbar ist, wobei die Pumpenbohrung (3) in einen Exzenterraum (6) mündet und wobei der Pumpenkolben (4) in der Pumpenbohrung (3) mit einem Dichtring (15) zum Exzenterraum (6) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (1) zwei axial hintereinander angeordnete Dichtringe (15, 16) aufweist, die den Pumpenkolben (4) in der Pumpenbohrung (3) zum Exzenterraum (6) abdichten, und dass die Pumpenbohrung (3) zwischen den beiden Dichtringen (15, 16) mit Bremsflüssigkeit unter Niederdruck beaufschlagt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenbohrung (3) zwischen den beiden Dichtringen (15, 16) mit einem Bremsdruckabsenkventil (22) eines Radbremszylinders (23) kommuniziert.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenbohrung (3) zwischen den beiden Dichtringen (15, 16) mit einem Niederdruck-Hydrospeicher (24) kommuniziert.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Dichtringen (15, 16) ein Führungsring (17) angeordnet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (17) radial fluiddurchlässig ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Exzenter (5) abgewandt angeordnete Dichtring (16) nach Art eines Rückschlagventils in Richtung vom Exzenterraum (6) weg durch- oder überströmbar ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Exzenter (5) abgewandt angeordnete Dichtring (16) als Dichtmanschette ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Exzenter (5) abgewandt angeordnete Dichtring (16) nach Art eines Differenzdruckventils erst ab einer Mindestdruckdifferenz auf seinen beiden Seiten durch- oder überströmbar ist.