DE102006029391A1

DE102006029391A1 - Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einer Kolbendichtung

Info

Publication number: DE102006029391A1
Application number: DE200610029391
Authority: DE
Inventors: Norbert Alaze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-03

Abstract

Eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einer Kolbendichtung (48), welche zwischen einem Zylinder (12, 18) der Kolbenpumpe und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben (20) angeordnet ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtung (48) mit einem Elastomer-Dichtelement (50) und einem Metall-Federelement (52) gestaltet ist, welches einen Abschnitt (60, 62) des Elastomer-Dichtelements (50) radial gegen den Kolben (20) drängt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einer Kolbendichtung, welche zwischen einem Zylinder der Kolbenpumpe und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben angeordnet ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen der oben genannten Art werden bei Kraftfahrzeugen in deren Bremsanlagen eingesetzt, um Bremsfluid zu Radbremszylindern der Bremsanlage zu fördern oder von diesen abzusaugen. Die Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen sind je mit einem Zylinder gestaltet, welcher in der Regel in einem Pumpengehäuse ortsfest angeordnet ist. In dem Zylinder ist ein Kolben verschiebbar gelagert und auf diese Weise eine Druckkammer gebildet, aus welcher der Kolben bei seiner Bewegung Bremsfluid herausfördern kann.
Um in der genannten Druckkammer den erforderlichen Förderdruck erzeugen zu können, muss zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine Kolbendichtung, in der Regel in Form einer Hochdruckdichtung, vorgesehen sein. Bei bekannten Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen wird diese Hochdruckdichtung mittels eines im Querschnitt Q-förmigen oder X-förmigen Elastomer-Dichtrings geschaffen. Axial neben diesem im Querschnitt Q-förmigen oder X-förmigen Ring ist in der Regel ein Führungsring zum Führen des Kolbens in den Zylinder sowie ein Stützring angeordnet. Die große Zahl dieser Bauelemente ist jedoch in Bezug auf die Herstellungskosten und den Montageaufwand derartiger Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen nachteilig. Außerdem muss für den in Querschnitt Q-förmigen oder X-förmigen Ring als Dichtwerkstoff ein besonders verschleißfester, spritzbarer Kunststoff oder Gummiwerkstoff verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kolbendichtung für eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile überwunden sind, die insgesamt kostengünstig herstellbar ist und darüber hinaus auch bei hoher Belastung eine lange Betriebslebensdauer der zugehörigen Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe gewährleistet.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe gemäß Anspruch 1 sowie einer Kolbendichtung gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einer Kolbendichtung geschaffen, welche zwischen einem Zylinder der Kolbenpumpe und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben angeordnet ist. Die Kolbendichtung ist mit einem Elastomer-Dichtelement und einem Metall-Federelement gestaltet. Das Metall-Federelement ist derart ausgebildet und angeordnet, dass es einem Abschnitt des Elastomer-Dichtelements unmittelbar radial gegen den Kolben drängt.
Gemäß der Erfindung wird ein Elastomer-Dichtelement mit Hilfe eines Metall-Federelements in radialer Richtung unter Vorspannung gesetzt und auf diese Weise gegen die als Mantelfläche dienende Dichtfläche eines Kolbens gedrängt. Dadurch entsteht bei einer Kolbenpumpe eine sehr gute Dichtwirkung, sowohl bei hohen Vordrucken als auch bei Unterdruck. Unterdruck kann bei Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen im Pumpenbetrieb insbesondere dann entstehen, wenn diese Bremsfluid ansaugt. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise kann eine Leckage über eine Kolbendichtung an einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe und auch die Gefahr von Luftsaugung über die Kolbendichtung sicher vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Metall-Federelement ist besonders bevorzugt in axialer Richtung des Kolbens in das Elastmor-Dichtelement eingesetzt und auf diese Weise ein kombiniertes Dichtelement geschaffen. Das Elastomer-Dichtelement kann dabei vorteilhaft um das Metall-Federelement herum durch einen Spritzvorgang ausgeformt werden. Besonders bevorzugt ist das Elastomer-Dichtelement als ein Ring mit mehreren sich im wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens erstreckenden Ringflächen bzw. -lagen gestaltet.
Eine der Ringflächen bzw. -lagen ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie zumindest abschnittsweise unmittelbar am Kolben anliegt und diese Ringfläche bzw. -lage darüber hinaus vorteilhaft mit Hilfe des erfindungsgemäßen Metall-Federelements großflächig in radialer Richtung des Kolbens abgestützt ist. Das Metall-Federelement drängt auf diese Weise die genannte Ringfläche bzw. -lage gegen die Mantelfläche des Kolbens und stellt dort einen fluiddichten Kontakt zwischen Elastomer-Dichtelement und Kolben sicher.
Das erfindungsgemäße Elastomer-Dichtelement muss, wegen der mit dem Metall-Federelement bereitgestellten Vorspannkraft, selbst nicht massiv ausgebildet sein, sondern kann vielmehr im Querschnitt vorteilhaft S-förmig gestaltet sein. Die S-Form ermöglicht einerseits eine hohe Flexibilität des Elastomer-Dichtelements insbesondere in radialer Richtung zum Kolben, baut insgesamt sehr klein und schafft darüber hinaus vorteilhaft im Elastomer-Dichtelement Hohlräume, in denen das Metall-Federelement zumindest abschnittsweise angeordnet sein kann.
Das erfindungsgemäße Metall-Federelement ist bevorzugt zumindest abschnittsweise als Blattfederelement gestaltet. Ein derartiges Federelement ragt vorteilhaft mit einem Endbereich seiner Blattfederform in das Elastomer-Dichtelement hinein. Dabei ist das Blattfederelement mit seiner Längserstreckung bevorzugt im wesentlichen axial ausgerichtet, also parallel zur Achse des Kolbens.
Vorteilhaft ist insbesondere eine ringförmige Blattfeder, welche sich im wesentlichen axial erstreckt und auf diese Weise ein hohlzylindrisches Metall-Federelement bildet. Dieses umgibt den Kolben bevorzugt an dessen Umfang und liegt zumindest mit einem Abschnitt seiner axialen Längserstreckung derart am Kolben an, dass es gleichzeitig eine Kolbenführung bildet. Vorteilhaft ist an dieser Weiterbildung, dass das erfindungsgemäße Metall-Federelement ohnehin bevorzugt aus Hartmetall gestaltet ist und damit die genannte Führung des Kolbens innerhalb des Metall-Federelements zugleich besonders verschleißfest ist. Als Hartmetall wird insbesondere gehärtetes Federblech bevorzugt.
Der zugleich die Führung des Kolbens bildende Abschnitt des erfindungsgemäßen Metall-Federelements weist bevorzugt eine besonders maßgenaue Führungsfläche, insbesondere eine Führungsmantelfläche auf, indem er in ein Bauteil des Zylinders der Kolbenpumpe eingepresst worden ist. Das Grundmaß ist dabei an dem Bauteil des Zylinders ausgeformt und das Metall-Federelement passt sich beim Einpressen an dieses Grundmaß an.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbendichtung für eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik,
2 das Detail II gemäß 1,
3 das Detail gemäß 2 bei einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe gemäß der Erfindung und
4 einen Längsschnitt eines Metall-Federelements einer in 3 dargestellten Kolbendichtung.
Ausführungsform der Erfindung
In 1 ist eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe 10 veranschaulicht, welche ein Pumpengehäuse 12 mit einer darin ausgebildeten gestuften Bohrung 14 und einem Exzenter 16 umfasst. In der Bohrung 14 ist ein Einsatz 18 aufgenommen, der zusammen mit dem Pumpengehäuse 12 einen Zylinder bildet, in dem ein Kolben 20 verschiebbar gelagert ist. Eine Stirnseite 22 des Kolbens 20 liegt an dem Exzenter 16 an, sodass der Kolben 20 beim Drehen des Exzenters 16 im Zylinder verschoben wird. Der Kolben 20 ist dabei mittels einer Schraubenfeder 24 gegen einen Boden 26 des Einsatzes 18 federnd vorgespannt. Die Schraubenfeder 24 ist in einer Druckkammer 28 angeordnet, welche sich im Einsatz 18 befindet und zu der der Kolben 20 mit einer Stirnseite 30 zugewandt ist. Im Kolben 20 ist ferner ein Einlassventil 32 ausgebildet zu dem Bremsfluid durch eine Einlassleitung 34 strömen kann. Im Einsatz 18 ist ein Auslassventil 36 ausgebildet, durch das jenes Bremsfluid strömen kann, welches vom Kolben 20 aus der Druckammer 28 heraus gefördert wurde. Das geförderte Bremsfluid gelangt dabei in eine Auslassleitung 38.
Zwischen dem derart angeordneten Kolben 20 und dem aus Pumpengehäuse 12 und Einsatz 18 gebildeten Zylinder ist eine im Detail näher in 2 dargestellte Kolbendichtung 40 angeordnet. Diese Kolbendichtung 40 ist mit einem im Querschnitt Q-förmigen Dichtring 42 aus Elastomermaterial gebildet, neben dem in axialer Richtung ein Stützring 44 und ein Führungsring 46 angeordnet sind. Der Führungsring 46 führt den Kolben innerhalb des Einsatzes 18 bzw. des Pumpengehäuses 12 und ist dazu in das Pumpengehäuse 12 eingepresst worden.
In den 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbendichtung 48 veranschaulicht, die mittels eines Elastomer-Dichtelements 50 und eines darin abschnittsweise eingespritzten Metall-Federelements 52 gebildet ist. Die Anordnung aus Elastomer-Dichtelement 50 und Metall-Federelement 52 ist im Bereich einer Stufe 54 im einen Zylinder bildenden Pumpengehäuse 12 angeordnet, wobei sich das Elastomer-Dichtelement 50 im wesentlichen in dem radial aufgeweiteten Bereich dieser Stufe 54 befindet und im Querschnitt betrachtet im wesentlichen eine S-Form ausweist. Diese S-Form ist mit insgesamt drei sich im wesentlichen in axialer Richtung, parallel zur Achse des Kolbens 20 erstreckenden Ringflächen 56, 58 und 60 gebildet. Von diese Ringflächen 56, 58, 60 liegt die radial innen liegende Ringfläche 60 mit einer Dichtkante 62 an der eine Dichtfläche bildenden Mantellfläche 63 des Kolbens 20 an. An der radial außen liegenden Mantelfläche 65 der Ringfläche 60 ist diese mittels einzelner Federfahnen 64 des Metall-Federelements 52 in radialer Richtung abgestützt und gegen die Mantelfläche 63 des Kolbens 20 gedrängt. Die einzelnen Federfahnen 64 erstrecken sich dabei im wesentlichen in axialer Richtung und sind über den Umfang des im übrigen hohlzylindrische gestalteten Metal1-Federelements 52 gleichmäßig verteilt.
Die Federfahnen 64 befinden sich dabei radial etwas weiter außen als ein in Bezug auf 3 und 4 unten liegender Abschnitt 66 des hohlzylindrischen Metall-Federelements 52. Dieser Abschnitt 66 ist in eine entsprechend ausgebildete Ausformung 68 am Pumpengehäuse 12 eingepresst und bildet mit seiner radial innen liegenden Mantelfläche 70 eine Führung für den Kolben 20.

Claims

Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einer Kolbendichtung (48), welche zwischen einem Zylinder (12, 18) der Kolbenpumpe und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtung (48) mit einem Elastomer-Dichtelement (50) und einem Metall-Federelement (52) gestaltet ist, welches einen Abschnitt (60, 62) des Elastomer-Dichtelements (50) radial gegen den Kolben (20) drängt.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer-Dichtelement (50) als ein Ring mit mehreren sich im Wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens (20) erstreckenden Ringflächen (56, 58, 60) gestaltet ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringfläche (60, 62) vorgesehen ist, welche abschnittsweise am Kolben (20) anliegt und diese Ringfläche (60, 62) vom Metall-Federelement (52) großflächig in radialer Richtung des Kolbens (20) abgestützt ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer-Dichtelement (50) im Querschnitt S-förmig gestaltet ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Federelement (52) zumindest abschnittsweise als Blattfederelement gestaltet ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Federelement (52) hohlzylindrisch gestaltet ist und den Kolben (20) an dessen Umfang umgibt.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Federelement (52) in axialer Richtung des Kolbens (20) einen Abschnitt (66) aufweist, welcher als Führung für den Kolben (20) bei dessen Bewegung im Zylinder (12, 18) wirkt.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Federelement (52) in axialer Richtung mindestens eine Federfahne (64) aufweist, mit der das Elastomer-Dichtelement (50) radial gegen den Kolben (20) gedrängt ist.
Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Metall-Federelements (52) verteilt eine Mehrzahl Federfahnen (64) ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens (20) erstrecken.
Kolbendichtung (48) für eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe, welche zum Anordnen zwischen einem Zylinder (12, 18) und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtung (48) mit einem Elastomer-Dichtelement (50) und einem Metall-Federelement (52) gestaltet ist, welches derart in das Elastomer-Dichtelement (50) eingreift, dass es eine Vorspannung eines Abschnitts (60, 62) des Elastomer-Dichtelements (50) in radialer Richtung zum Kolben (20) erzeugt.