DE102009027312A1 - Multi-piston pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Mehrkolbenpumpe (1) als Rückförderpumpe einer hydraulischen Fahzeugbremsanlage. Die Erfindung schlägt vor, die Mehrkolbenpumpe mit zwei um 90° phasenversetzten Pumpenkolben (2) und einem Ausgleichskolben (14), der als Stufenkolben ausgebildet und um 135° phasenversetzt zu beiden Pumpenkolben (2) angeordnet ist, auszubilden. Eine Kolbenfläche (18) am durchmesserkleineren Ende des Ausgleichskolbens (14) kommuniziert mit verbundenen Auslässen (12) der Pumpenkolben (2), eine Stufenfläche (15) des Ausgleichskolbens (14) kommuniziert mit verbundenen Einlässen (9) der Pumpenkolben (2). Der Ausgleichskolben (14) bewirkt eine Glättung der Volumenströme an einem Einlass (10) und an einem Auslass (13) der Mehrkolbenpumpe (1).The invention relates to a multi-piston pump (1) as a return pump for a hydraulic vehicle brake system. The invention proposes designing the multi-piston pump with two pump pistons (2) phase-shifted by 90 ° and a compensating piston (14), which is designed as a stepped piston and is arranged phase-shifted by 135 ° to the two pump pistons (2). A piston surface (18) at the smaller-diameter end of the compensating piston (14) communicates with connected outlets (12) of the pump pistons (2), a stepped surface (15) of the compensating piston (14) communicates with connected inlets (9) of the pump pistons (2). The compensating piston (14) smooths the volume flows at an inlet (10) and at an outlet (13) of the multi-piston pump (1).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Mehrkolbenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Sie ist als sog. Rückförderpumpe in blockierschutz-, antriebschlupf- und/oder fahrdynamikgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen oder zum (Betriebs-)Bremsdruckaufbau in elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlagen vorgesehen.The The invention relates to a multi-piston pump with the features of the preamble of claim 1. It is as a so-called return pump in anti-lock, drive slip and / or vehicle dynamics control, hydraulic vehicle brake systems or for (operating) brake pressure build-up provided in electro-hydraulic vehicle brake systems.
Kolbenpumpen für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen sind bekannt. Sie weisen konstruktiv bedingt einen pulsierenden Förderstrom auf, der aufgrund seiner Rückwirkung auf ein Fußbremspedal (oder einen Handbremshebel einer Betriebshandbremse beispielsweise eines Motorrads) unerwünscht ist.piston pumps for hydraulic vehicle brake systems are known. she have structurally conditioned a pulsating flow due to its reaction to a foot brake pedal (or a hand brake lever of a service brake, for example one Motorcycle) is undesirable.
Zur Verringerung der Pulsation des Förderstroms auf einer Saugseite sind Stufenkolbenpumpen bekannt. Eine Durchmesserstufung eines Stufenkolbens einer Stufenkolbenpumpe verringert eine angesaugte Fluidmenge während eines Rückhubs im Vergleich mit einem stufenlosen Pumpenkolben und bewirkt ein Ansaugen von Fluid während eines Arbeitshubs. Beim Arbeitshub verdrängt der Pumpenkolben Fluid aus einem Pumpenzylinder oder einer Pumpenbohrung. Im Vergleich mit einem ungestuften Pumpenkolben, der nur während des Rückhubs Fluid ansaugt, verteilt ein Stufenkolben den angesaugten Förderstrom auf den Arbeits- und den Rückhub, so dass der angesaugte Förderstrom weniger stark pulsiert.to Reduction of the pulsation of the flow on a suction side are known stepped piston pumps. A diameter gradation of a stepped piston a stepped piston pump reduces a sucked amount of fluid during a return stroke in comparison with a continuously variable pump piston and causes suction of fluid during a power stroke. During the working stroke, the pump piston displaces fluid from one Pump cylinder or a pump bore. In comparison with one unrestrained pump piston, which only during the return stroke Aspirates fluid, a stepped piston distributes the sucked flow on the working and the return stroke, so that the sucked Flow less pulsating.
Eine
andere Möglichkeit zur Verringerung von Pulsationen sind
Mehrkolbenpumpen, deren Pumpenkolben phasenverschoben angetrieben
werden. Solche Mehrkolbenpumpen für hydraulische, schlupfgeregelte
Fahrzeugbremsanlagen offenbart die Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist zwei Pumpenkolben auf, die mit einer Phasenverschiebung, jedoch nicht gegenphasig angetrieben werden. Einlässe der beiden Pumpenkolben sind miteinander verbunden, ihr gemeinsamer Teil bildet einen Einlass der Mehrkolbenpumpe, der beispielsweise über ein Ansaugventil an einen Hauptbremszylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage angeschlossen ist. Die beiden Pumpenkolben weisen eine Fluidsteuerung auf, beispielsweise in bekannter Weise mit Ventilen (Ein- und Auslassventile), insbesondere Rückschlagventilen. Außer den Pumpenkolben weist die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe einen Ausgleichskolben ohne Fluidsteuerung, also ohne Ein- oder Auslassventil, auf. Der Ausgleichskolben kommuniziert mit den verbundenen Einlässen der Pumpenkolben, er wird in etwa gegenphasig zu einer mittleren Phasenverschiebung der beiden Pumpenkolben angetrieben. Damit ist gemeint, dass der Ausgleichskolben in etwa gegenphasig zu einer Überlagerung der Hübe der beiden Pumpenkolben angetrieben wird.The inventive multi-piston pump with the features of claim 1 comprises two pump pistons, with a phase shift, but not driven in antiphase. Inlets of the Both pump pistons are connected to each other, their common Part forms an inlet of the multi-piston pump, for example, over an intake valve to a master cylinder of a hydraulic Vehicle brake system is connected. Point the two pump pistons a fluid control, for example in a known manner with valves (Inlet and outlet valves), in particular check valves. Except the pump piston, the inventive Multi-piston pump a balance piston without fluid control, ie without inlet or outlet valve, open. The balance piston communicates with the connected inlets of the pump piston, he will approximately in phase opposition to a mean phase shift of the two Pump piston driven. By that is meant that the balance piston in opposite phase to a superposition of the strokes the two pump pistons is driven.
Durch den gegenphasigen Antrieb verdrängt der Ausgleichskolben Fluid zu den verbundenen Einlässen der Pumpenkolben, wenn die Pumpenkolben Fluid an saugen. Umgekehrt saugt der Ausgleichskolben Fluid aus den Einlässen der Pumpenkolben an, wenn diese kein Fluid ansaugen. Vorzugsweise hat der vom Ausgleichskolben verdrängte Fluidstrom dann sein Maximum, wenn die Summe der von den Pumpenkolben angesaugten Fluidströme ein Minimum hat und umgekehrt. Eine Pulsation des von der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe angesaugten Fluidstroms entspricht in etwa der Pulsation einer Mehrkolbenpumpe mit einer gleichen Kolbenzahl, d. h. einer Mehrkolbenpumpe mit so vielen Pumpenkolben wie die erfindungsgemäße Mehrkolbenpumpe Pumpen- und Ausgleichskolben hat. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe ist, dass ihr Ausgleichskolben keine Fluidsteuerung aufweist und ihr Bauaufwand deswegen geringer ist. Da Ventile stets einen Strömungswiderstand darstellen, ist ein ventilfreier Ausgleichskolben ohne Fluidsteuerung von Vorteil. Speziell bei niedriger Temperatur und infolge dessen zählflüssiger Bremsflüssigkeit kann die Förderleistung der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe und ihre Druckaufbaudynamik verbessert sein. Das ist als weiterer Vorteil der Erfindung anzusehen.By the counter-phase drive displaces the balance piston Fluid to the connected inlets of the pump piston when suck the pump piston fluid to. Conversely, the balance piston sucks Fluid from the inlets of the pump piston, if this do not suck in any fluid. Preferably, the displaced from the balance piston Fluid flow then its maximum when the sum of the pump piston sucked fluid flows has a minimum and vice versa. A pulsation of the multi-piston pump according to the invention sucked fluid flow corresponds approximately to the pulsation of a multi-piston pump with the same number of pistons, d. H. a multi-piston pump with so many pump pistons such as the multi-piston pump according to the invention and balance piston has. The advantage of the invention Multi-piston pump is that her balance piston no fluid control and their construction cost is therefore lower. Because valves always represent a flow resistance is a valve-free Balancing piston without fluid control advantageous. Especially at low Temperature and as a result of countless brake fluid can the flow rate of the invention Multi-piston pump and its pressure build-up dynamics to be improved. The is to be regarded as a further advantage of the invention.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims have advantageous off designs and developments of the invention specified in claim 1 to the subject.
Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch
2 sieht einen Stufenkolben als Ausgleichskolben vor. Ein Stufenkolben
ermöglicht die Verbindung sowohl der Einlässe
als auch die Auslässe der Pumpenkolben mit dem Stufenkolben
(Anspruch 3), wobei die Einlässe und die Auslässe
hydraulisch voneinander getrennt bleiben, es kommunizieren entweder
die Einlässe der Pumpenkolben mit der Stufenfläche
und die Auslässe der Pumpenkolben mit vorzugsweise der
kleineren Kolbenfläche des Ausgleichskolbens oder umgekehrt.
Dadurch wird die Druckpulsation am Ein- und am Auslass der Mehrkolbenpumpe
verringert. Verglichen mit einem Pumpenkolben einer herkömmlichen
Rückförderpumpe, die als Stufenkolbenpumpe ausgebildet
ist, ist der Ausgleichskolben der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe
vorzugsweise umgekehrt angeordnet, nämlich mit seiner durchmessergrößeren Seite
dem ihn antreibenden Exzenter zugewandt.A
preferred embodiment of the invention according to
Anspruch
5 sieht stufenlose Pumpenkolben vor, der Ausgleichskolben ist wie
gesagt vorzugsweise als Stufenkolben ausgebildet. Durch das erfindungsgemäße Mehrkolbenprinzip
bringen Stufenkolben als Pumpenkolben keinen Vorteil im Vergleich mit
stufenlosen Pumpenkolben, jedenfalls verringern Stufenkolben als
Pumpenkolben nicht eine Druckpulsation des angesaugten Fluidstroms
der erfindungsgemäßen Mehrkolbenpumpe. Vorteil
stufenloser Pumpenkolben ist ein geringerer Bauaufwand.
Als ideal ist eine Phasenverschiebung der beiden Pumpenkolben von etwa 90 Grad zueinander und des Ausgleichskolbens von etwa 135 Grad zu beiden Pumpenkolben anzusehen (Anspruch 6). Dadurch wird eine größtmögliche Kompensation der Pulsationen der Förderströme der Pumpen und des Ausgleichskolbens am Ein- und Auslass und damit eine niedrige Pulsation erreicht.When ideal is a phase shift of the two pump pistons of about 90 degrees to each other and the balance piston of about 135 degrees to both View pump piston (claim 6). This will give you the greatest possible Compensation of the pulsations of the flow rates the pumps and the balance piston at the inlet and outlet and thus one achieved low pulsation.
Hinsichtlich der Kompensation der Druckpulsationen der Pumpen- und des Ausgleichskolbens und für eine geringe Druckpulsation insgesamt ist ein Flächenverhältnis des Ausgleichskolbens zu einem Pumpenkolben von etwa 1:√2 ideal anzusehen (Anspruch 7). Die durchmessergrößere Seite des Ausgleichskolbens kann dieselbe Kolbenfläche wie ein Pumpenkolben aufweisen.Regarding the compensation of the pressure pulsations of the pump and the balance piston and for a low total pressure pulsation is an area ratio of the balance piston to a pump piston of about 1: √2 ideal to view (claim 7). The larger diameter Side of the balance piston can be the same piston area as a pump piston.
Anspruch 8 sieht eine sternförmige Anordnung der Pumpenkolben und des Ausgleichskolbens vor. Die Pumpen- und der Ausgleichskolben lassen sich in einer Radialebene zu einem Exzenter, um den herum sie angeordnet sind und der sie phasenverschoben antreibt, anordnen.claim 8 sees a star-shaped arrangement of the pump piston and of the balance piston before. The pump and balancing pistons can be in a radial plane to an eccentric, around the they are arranged and which drives them out of phase, arrange.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to a drawing Embodiment explained in more detail. Show it:
Die
Mehrkolbenpumpe
Die
Pumpenkolben
Die
Pumpenkolben
Ein
Auslass aus den Zylindern
Durch
den Hubantrieb der Pumpenkolben
Den
beiden stufenlosen Pumpenkolben
Der
Ausgleichskolben
Verdrängen
die beiden Pumpenkolben
Der
Förderstrom aus dem Auslass
Auch
im Einlass
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R084 | Declaration of willingness to licence |