DE102005055057A1

DE102005055057A1 - Mehrkolbenpumpe

Info

Publication number: DE102005055057A1
Application number: DE102005055057A
Authority: DE
Inventors: Carsten Pabst; Marcel Munoz Greschuchna; Christian Doberschütz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-05-24
Also published as: CN101310108B; CN101310108A; US20080298982A1; EP1952020A1; WO2007057285A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrkolbenpumpe, umfassend ein Gehäuse (2), eine erste Pumpeneinheit (3) mit einer Vielzahl von Kolbenpumpen (3a, 3b, 3c) zur Druckversorgung eines ersten Druckkreises (I), eine zweite Pumpeneinheit (4) mit einer Vielzahl von Kolbenpumpen (4a, 4b, 4c) zur Druckversorgung eines zweiten Druckkreises (II), einen Antrieb und eine Exzentereinheit mit einem ersten Exzenter (5) und einem zweiten Exzenter (6), wobei der erste und der zweite Exzenter (5, 6) die Vielzahl von Kolbenpumpen (3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c) antreiben und wobei die erste und zweite Pumpeneinheit (3, 4) jeweils wenigstens eine Kolbenpumpe (3a, 3b; 4c), die vom ersten Exzenter antreibbar ist, und eine Kolbenpumpe (3c; 4a, 4b), die vom zweiten Exzenter (6) antreibbar ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine vom ersten Exzenter (5) angetriebene Kolbenpumpe (3a, 3b; 4c) zu jeweils einer vom zweiten Exzenter (6) angetriebenen Kolbenpumpe (4a, 4b; 3c) parallel angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Mehrkolbenpumpe ist beispielsweise aus der DE 103 53 834 A1 bekannt. Derartige Mehrkolbenpumpen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für den Druckaufbau in Bremssystemen verwendet. Die bekannte Mehrkolbenpumpe weist zwei Excenter auf, welche in Reihe angeordnet sind und jeweils drei Kolbenpumpen antreiben. Die Kolbenpumpen sind dabei in zwei parallelen Ebenen auf Höhe der Excenter angeordnet. Die jedem Excenter zugeordneten Kolbenpumpen sind dabei in unterschiedlichen Winkeln zueinander um den Excenter herum angeordnet. Um Druckpulsation zu verhindern, sind dabei zwei Kolbenpumpen des ersten Excenters mit einer Kolbenpumpe des zweiten Excenters verbunden und zwei Kolbenpumpen des zweiten Excenters mit einer Kolbenpumpe des ersten Excenters verbunden. Die Excenter sind dabei um einen Winkel von ca. 150° zueinander verdreht angeordnet. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass einerseits der Herstellungsaufwand einer derartigen Mehrkolbenpumpe sehr groß ist, da in ein gemeinsames Gehäuse eine Vielzahl von Niederdruckleitungen und Hochdruckleitungen eingebracht werden muss. Ferner ergeben sich durch die Anordnung der Kolbenpumpen ungleichförmige mechanische Kräfte auf eine Lagerung des Motors und der Excenterwelle. Ferner hat die dort vorgeschlagene Lösung den Nachteil, dass die hydraulischen Längen bei den Bohrungen des ersten und zweiten Bremskreises unterschiedlich sind, so dass unterschiedliche Druckaufbauzeiten in der Mehrkolbenpumpe vorhanden sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie eine gleichmäßige umlaufende Belastung einer Antriebswelle und der die Antriebswelle lagernden Lager sicherstellt. Hierdurch können ferner Geräusche reduziert werden und insbesondere eine pulsationsfreie Förderung erreicht werden. Darüberhinaus kann die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe einfacher und kostengünstiger bereitgestellt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass jede Kolbenpumpe einer ersten Pumpeneinheit parallel zu einer Kolbenpumpe einer zweiten Pumpeneinheit angeordnet ist. Somit wird sichergestellt, dass die Kolbenpumpen der ersten und zweiten Pumpeneinheit gleich angeordnet sind. Dadurch wird vermieden, dass durch unterschiedliche Anordnung der Kolbenpumpen ungleichförmige mechanische Kräfte auf die Antriebswelle und die Lager ausgeübt werden. Ferner ergeben sich durch die parallele Anordnung der Kolbenpumpen der ersten und zweiten Pumpeneinheit eine reduzierte Anzahl von Richtungen, von welchen gefertigt und montiert werden muss. Darüberhinaus kann die parallele Anordnung noch sicherstellen, dass Leitungslängen der Leitungen von und zur ersten Pumpeneinheit und Leitungslängen der Leitungen von und zur zweiten Pumpeneinheit gleich lang ausgebildet werden können. Dies hat den großen Vorteil, dass dadurch gleiche Ansprechzeiten von unterschiedlichen Bremskreisen erreicht werden können, die jeweils von der ersten und zweiten Pumpeneinheit versorgt werden. Dadurch können die Bremskreise beispielsweise direkt ohne Umwege mit einem Hochdruckschaltventil in jedem Bremskreis verbunden werden.

Die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung.

Vorzugsweise umfassen die erste und die zweite Pumpeneinheit jeweils drei Kolbenpumpen. Die Kolbenpumpen sind vorzugsweise jeweils in einem Winkel von 120° am ersten und zweiten Excenter angeordnet.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die beiden Bremskreise nun auch hydraulisch symmetrisch ausgeführt werden können, was die Herstellung weiter vereinfacht. Da die erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpen vorzugsweise in Fahrzeugen eingesetzt werden und daher Massenprodukte sind, ergeben sich durch die erfindungsgemäßen Parallelanordnungen der Kolbenpumpen große Einsparungspotentiale.

Weiter bevorzugt sind der erste Excenter und der zweite Excenter in einem Winkel zueinander verdreht angeordnet. Der Winkel beträgt dabei besonders bevorzugt ca. 150°.

Um eine besonders kompakte Anordnung zu erhalten und möglichst kurze Leitungswege im Gehäuse der Mehrkolbenpumpe zu realisieren, sind die Kolbenpumpen der ersten Pumpeneinheit in einer ersten Hälfte der Mehrkolbenpumpe angeordnet und die Kolbenpumpen der zweiten Pumpeneinheit in einer zweiten Hälfte der Mehrkolbenpumpe angeordnet.

Die Kolbenpumpen einer Pumpeneinheit sind besonders bevorzugt in einer Hälfte in einem Winkelbereich von ca. 120° angeordnet. Dies stellt einen sehr kompakten Aufbau bereit.

Zeichnung
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Mehrkolbenpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Draufsicht, welche die Anordnung der Kolbenpumpen der ersten und zweiten Pumpeneinheit verdeutlicht, und
3 eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Mehrkolbenpumpe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Mehrkolbenpumpe 1 umfasst ein Gehäuse 2, eine erste Pumpeneinheit 3 und eine zweite Pumpeneinheit 4. Die erste Pumpeneinheit 3 umfasst drei Kolbenpumpen 3a, 3b, 3c und die zweite Pumpeneinheit 4 umfasst drei Kolbenpumpen 4a, 4b, 4c. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, sind jeweils drei Kolbenpumpen um einen ersten Excenter 5 und einen zweiten Excenter 6 herum angeordnet. Dabei sind dem ersten Excenter 5 zwei Kolbenpumpen 3a, 3b der ersten Pumpeneinheit 3 und eine Kolbenpumpe 4c der zweiten Pumpeneinheit 4 zugeordnet. Dem zweiten Excenter 6 ist eine Kolbenpumpe 3c der ersten Pumpeneinheit 3 und zwei Kolbenpumpen 4a, 4b der zweiten Pumpeneinheit 4 zugeordnet. Die Kolbenpumpen 3a, 3b, 3c der ersten Pumpeneinheit 3 stellen dabei den Druck in einem ersten Bremskreis I bereit und die Kolbenpumpen 4a, 4b, 4c der zweiten Pumpeneinheit 4 stellen den Druck für einen zweiten Bremskreis II bereit. In 3 ist schematisch noch ein Pedal P und ein Druckmittelbehälter D sowie vier Radbremsen VR, HL, VL und HR dargestellt. Die Bremskreisaufteilung dieses Ausführungsbeispiels ist eine X-Bremskreisaufteilung, wobei die Bremskreise I und II in bekannter Weise noch Einlass-, Auslass-, Umschalt- und Hochdruckschaltventile aufweisen, welche nicht im Detail beschrieben werden.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Kolbenpumpen 3a, 3b; 4c in einer ersten Ebene E1 im Gehäuse 2 angeordnet und die Kolbenpumpen 4a, 4b; 3c in einer zweiten Ebene E2 im Gehäuse 2 angeordnet. In der ersten Ebene E1 ist auch der erste Excenter 5 angeordnet und in der zweiten Ebene E2 der zweite Excenter 6.
Zentral in der Mitte des Gehäuses 2 ist eine Ausnehmung 7 angeordnet, welche zur Aufnahme des ersten Excenters 5 und des zweiten Excenters 6 dient. Im Gehäuse 2 ist ferner ein erster Niederdruckspeicher 8a und ein zweiter Niederdruckspeicher 8b angeordnet. Von dem ersten Niederdruckspeicher 8a gehen Niederdruckleitungen zur ersten Pumpeneinheit 3 und vom zweiten Niederdruckspeicher 8b gehen Niederdruckleitungen zur zweiten Pumpeneinheit 4. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Niederdruckleitungen vom ersten Niederdruckspeicher 8a zu den Kolbenpumpen 3c und 3b sehr kurz. Die Niederdruckleitung zur Kolbenpumpe 3a kann ebenfalls relativ einfach durch zwei Bohrungen, die zueinander im 90°-Winkel angeordnet werden, realisiert werden. Ebenfalls können auf einfache Weise die Hochdruckleitungen der ersten und zweiten Pumpeneinheit 3, 4 ausgeführt sein. Wie in 1 gezeigt, ist zwischen der Kolbenpumpe 3b und der Kolbenpumpe 3c der ersten Pumpeneinheit 3, welche parallel zueinander angeordnet sind, nur eine kurze Verbindungsbohrung zu einem Umschaltventil bzw. einem Hauptbremszylinderanschluss 9 des Bremskreises I notwendig. Von der Kolbenpumpe 3a bzw. 3b geht dann eine waagerechte/senkrechte Hochdruckleitung direkt zur Anbindung der Einlassventile im Bremskreis I. Bei der zweiten Pumpeneinheit 4 sind die Hochdruckleitungen zu einem Hauptbremszylinderanschluss des Bremskreises II ebenfalls einfach ausgeführt. Zwischen den beiden Kolbenpumpen 4b und 4c ist ebenfalls nur eine kurze Verbindungsleitung zum Umschaltventil notwendig und von der Kolbenpumpe 4c geht eine Bohrung unmittelbar zur Anbindung der Einlassventile im Bremskreis II. Die Kolbenpumpe 4a ist über zwei im 90°-Winkel zueinander angeordnete Bohrungen ebenfalls mit den Einlassventilen im Bremskreis II verbunden. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Anschlüsse 9, 10 an einem im Gehäuse 2 gebildeten Absatz angeordnet.
Die gleichen Leitungslängen für die erste und zweite Pumpeneinheit 3, 4 stellen ferner sicher, dass beim Bremsen zwischen den beiden Bremskreisen I und II keine Verzögerung an den Radbremsen VR, HL bzw. VL, HR auftritt.
Die den ersten und zweiten Excenter 5, 6 umfassende Excentereinheit ist in der Ausnehmung 7 angeordnet und wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor kann unmittelbar an das Gehäuse 2 gesetzt werden. Der erste Excenter 5 und der zweite Excenter 6 sind dabei um einen Winkel von ca. 150° verdreht zueinander angeordnet (vgl. 3), wobei die Exzentrizität der beiden Excenter 5, 6 gleich gewählt ist. Durch die parallele Anordnung der Kolbenpumpen am ersten und zweiten Excenter 5, 6 wird dabei sichergestellt, dass während des Betriebs der Mehrkolbenpumpe gleichmäßige Lastwechsel in einer Abfolge von 0°...30°...120°, 150°...240°...270° während einer Motorumdrehung (360°) erhalten werden, so dass verhindert wird, dass unregelmäßige mechanische Kräfte, insbesondere auf die Lager der Excenterwelle wirken. Hierdurch kann ein besonders vibrationsarmer und gleichmäßiger Betrieb der Mehrkolbenpumpe erreicht werden und eine Geräuschentwicklung durch schlagende Lager o.ä. ausgeschlossen werden.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind dabei die Kolbenpumpen 3a, 3b, 3c der ersten Pumpeneinheit in einem Winkelbereich α von 120° angeordnet. In gleicher Weise sind die Kolbenpumpen 4a, 4b, 4c der zweiten Pumpeneinheit 4 in einem Winkelbereich β von 120° angeordnet. Die Anordnung der Kolbenpumpen ist dabei derart, dass die Kolbenpumpen 3a, 3b, 3c der ersten Pumpeneinheit 3 in einer ersten Hälfte 11 und die Kolbenpumpen 4a, 4b, 4c der zweiten Pumpeneinheit 4 in einer zweiten Hälfte 12 angeordnet sind. Die Kolbenpumpen sind in 2 schematisch durch Linien dargestellt. Die Darstellung von 2 macht nochmals deutlich, dass durch die erfindungsgemäße, paarweise parallele Anordnung von Kolbenpumpen am ersten und zweiten Excenter 5, 6 ein besonders kompakter Aufbau realisiert werden kann. Die Mehrkolbenpumpe 1 kann dadurch symmetrisch aufgebaut werden, so dass insbesondere auch eine hydraulische Symmetrie hinsichtlich der Leitungslängen im Gehäuse einfach verwirklicht werden kann. Dadurch ist es möglich, dass die Saugleitungsanschlüsse der Mehrkolbenpumpen direkt mit einem Hochdruckschaltventil verbunden werden können. 2 macht ferner deutlich, dass die Fertigung und Montage der Mehrkolbenpumpe ebenfalls deutlicht vereinfacht werden kann, da beispielsweise die Kolbenpumpen nur in drei Richtungen montiert werden bzw. Bohrungen in das Gehäuse eingebracht werden müssen. Dadurch können auch Fertigungs- und Montagehilfen deutlicht vereinfacht werden. Ferner können die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Kolbenpumpen jeder Pumpeneinheit 3, 4 besonders kurz ausgeführt werden, da die Kolbenpumpen paarweise parallel vorgesehen sind. Hierdurch reduziert sich auch ein Bohrungsaufwand im Gehäuse 2 signifikant. Die erfindungsgemäße Idee der Parallelanordnung von Kolbenpumpen verschiedener Excenter in Kombination mit der Verteilung der Kolbenpumpen einer Pumpeneinheit auf zwei Excenter 5, 6 kann ferner eine Druckpulsation während des Betriebes vermeiden, wobei die symmetrische Anordnung der Kolbenpumpen auf den Excentern eine durch mechanische Lastwechsel verursachte Geräuschemissionen ebenfalls verhindert. Die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe ist dabei zusätzlich noch besonders kostengünstig und einfach herstellbar.

Claims

Mehrkolbenpumpe umfassend ein Gehäuse (2), eine erste Pumpeneinheit (3) mit einer Vielzahl von Kolbenpumpen (3a, 3b, 3c) zur Druckversorgung eines ersten Druckkreises (I), eine zweite Pumpeneinheit (4) mit einer Vielzahl von Kolbenpumpen (4a, 4b, 4c) zur Druckversorgung eines zweiten Druckkreises (II), einen Antrieb und eine Excentereinheit mit einem ersten Excenter (5) und einem zweiten Excenter (6), wobei der erste und der zweite Excenter (5, 6) die Vielzahl von Kolbenpumpen (3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c) antreiben, und wobei die erste und zweite Pumpeneinheit (3, 4) jeweils wenigstens eine Kolbenpumpe (3a, 3b; 4c), die vom ersten Excenter (5) antreibbar ist und eine Kolbenpumpe (3c; 4a, 4b), die vom zweiten Excenter (6) antreibbar ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine vom ersten Excenter (5) angetriebene Kolbenpumpe (3a, 3b; 4c) zu jeweils einer vom zweiten Excenter (6) angetriebenen Kolbenpumpe (4a, 4b; 3c) parallel angeordnet ist.
Mehrkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Pumpeneinheit (3, 4) jeweils drei Kolbenpumpen aufweisen.
Mehrkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei dem ersten Excenter (5) zugeordnete Kolbenpumpen (3a, 3b; 4c) und die drei dem zweiten Excenter (6) zugeordneten Kolbenpumpen (4a, 4b; 3c) jeweils in einem Winkel von 120° benachbart zueinander angeordnet sind.
Mehrkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Excenter (5, 6) in einem Winkel zueinander verdreht angeordnet sind.
Mehrkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, in welchen die Excenter (5, 6) zueinander verdreht angeordnet sind, ca. 150° beträgt.
Mehrkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpen (3a, 3b; 4c) der ersten Pumpeneinheit (3) in einer ersten Hälfte (11) der Mehrkolbenpumpe und die Kolbenpumpen (4a, 4b; 3c) der zweiten Pumpeneinheit (4) in einer zweiten Hälfte (12) der Mehrkolbenpumpe angeordnet sind.
Mehrkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpen einer Pumpeneinheit (3, 4) in einem Winkelbereich von ca. 120° in der ersten Hälfte (11) und/oder zweiten Hälfte (12) angeordnet sind.