DE102009046405A1

DE102009046405A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102009046405A1
Application number: DE102009046405A
Authority: DE
Inventors: Ronald Kley; Stefan Schmitt
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit einem zur Betätigung eines Pumpenkolbens (6) vorgesehenen Exzenterantriebs, der mit einer Antriebswelle verbunden ist, wobei der Exzenterantrieb aus einem Innen- und einem Außenexzenter (2, 3) besteht, welche zur Variation des Kolbenhubs relativ zueinander verdrehbar sind und miteinander in Eingriff stehen. Die Erfindung sieht vor, dass die Verdrehbarkeit zwischen beiden Exzentern durch einen Anschlag (1) begrenzt ist, der unmittelbar zwischen dem Innen- und Außenexzenter (2, 3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 19650274 A1 ist bereits eine derartige Kolbenpumpe bekannt, mit einem zur Betätigung eines Pumpenkolbens vorgesehenen Exzenterantrieb, der über ein elastisches, Drehmoment übertragendes Element mit einer Antriebswelle verbunden ist. Der Exzenterantrieb besteht aus einem Innen- und einem Außenexzenter, welche zur Variation der Förderleistung relativ zueinander verdrehbar sind und miteinander in Eingriff stehen.
Die Verwendung eines elastischen, Drehmoment übertragenden Elements, das zwischen dem Verstellexzenter und der Antriebswelle angebracht ist, ermöglicht keine präzise Steuerung der Förderleistung, um die unterschiedlichen Anforderungen des an die Kolbenpumpe angeschlossenen Druckmittelverbrauchers zu erfüllen. Insbesondere in Verbindung mit einer autark regelbaren, schlupfgeregelten Kfz-Bremsanlage verlangen unterschiedliche Betriebsarten unterschiedlichen Pumpencharakteristika, die durch die Kolbenpumpe der eingangs genannten Art nicht erfüllt werden können.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenpumpe der angegebenen Art derart zu verbessern, dass mit möglichst einfachen, kostengünstigen Mitteln eine präzise, bedarfsgerechte Steuerung der Förderleistung zwischen einem minimalen und einem maximalen Leistungswert zustande kommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Kolbenpumpe der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand mehrerer Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 den erfindungsgemäßen Exzenterantrieb einer Kolbenpumpe in einer ersten Verdrehstellung des Innenexzenters gegenüber dem Außenexzenter, wodurch die Kolbenpumpe mit niedrigem Förderdruck und großen Pumpenhub eine entsprechend hohe Förderleistung aufweist,
2 den erfindungsgemäßen Exzenterantriebin einer zweiten, der ersten Verdrehstellung um 180 Winkelgrad entgegengerichteten Verdrehstellung des Innenexzenters gegenüber dem Außenexzenter, wodurch die Kolbenpumpe mit hohem Förderdruck und kleinem Pumpenhub eine entsprechend kleine Förderleistung aufweist,
3 die Druckkennlinienverläufe für Kolbenpumpen nach dem Stand der Technik und nach dem Erfindungsgegenstand.
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung die erfindungswesentlichen Elemente einer Kolbenpumpe in einem Längsschnitt, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung zum Einsatz kommt. Auf eine Darstellung des Pumpengehäuses und der darin üblicherweise angeordneten Einzelheiten, wie Pumpensaug- und Druckventil, Kolbenführung, Kolbenrückstellfeder usw. wurde verzichtet, da die vorliegende Erfindung auf die zweckmäßige Ausbildung eines Exzenterantriebs Bezug nimmt, um den die Förderleistung vorteilhaft zu variieren.
Der zur Betätigung eines Pumpenkolbens vorgesehenen Exzenterantrieb ist mit einer in den Skizzen nach 1, 2 nicht dargestellten Antriebswelle verbunden, wobei der Exzenterantrieb aus einem Innen- und einem Außenexzenter 2, 3 besteht, welche zur Variation der Förderleistung relativ zueinander verdrehbar sind und miteinander in Eingriff stehen.
Die Erfindung sieht vor, dass die Verdrehbarkeit zwischen beiden Exzentern durch einen Anschlag 1 richtungsabhängig begrenzt ist, wozu der Anschlag 1 unmittelbar zwischen dem Innen- und Außenexzenter 2, 3 angeordnet ist. Hierzu ist die Antriebswelle eines Elektromotors fest mit dem Innenexzenter 2 verbunden, der abhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle zwei durch den Anschlag 1 begrenzte Endlagen im Außenexzenter 3 einzunehmen vermag, wobei in den beiden Endlagen der Innenexzenter 2 gerechnet von seinem Drehpunkt D entweder um ein minimales oder maximales Exzentermaß e1, e2 innerhalb des Außenexzenters 3 verdreht ist.
Durch den Anschlag 1 ist die Verdrehbarkeit zwischen dem Innen- und Außenexzenter 2, 3 auf maximal 180 Winkelgrad begrenzt, wobei zur Einstellung eines minimalen oder maximalen Exzentermaßes e1, e2 der Anschlag 1 innerhalb eines zwischen dem Innen- und Außenexzenter 2, 3 angeordneten Kreisbogenausschnitts 4 frei in beiden Richtungen verdrehbar ist. In der einfachsten Ausführung ist der Innenexzenter 2 mittels einer Gleitlagerung 5 unmittelbar im Außenexzenter 3 verdrehbar aufgenommen, der mit dem Pumpenkolben 6 zusammenwirkt.
Wie aus den 1 und 2 hervor geht, ist der Innenexzenter 2 infolge des Anschlags 1 am Umfang des Innenexzenters 2 innerhalb des auf 180 Winkelgrad begrenzten Kreisbogenabschnitts 4 frei verdrehbar. Der Innenexzenter 2 ist in einer als Gleitlager ausgeführten Zylinderöffnung des Außenexzenters 3 geführt, die abschnittsweise vom Kreisbogenabschnitt 4 begrenzt ist.
Der Außenexzenter 3 kontaktiert indem Ausführungsbeispiel nach 1, 2 den Pumpenkolben 6 ohne Zwischenschaltung eines Exzenterlagers direkt, dessen Pumpenfördermenge gemäß 1 durch eine halbe Rechtsdrehung des Innenexzenters 2 mit dem Anschlag 1 weg vom Pumpenkolbens 6 maximiert ist, sodass der Anschlag 1 eine Endlage im Außenexzenter 3 einnimmt, die dem größten Exzentermaß e1 und damit dem größten Kolbenhub entspricht.
Nach 2 ist die Pumpenfördermenge durch eine halbe Linksdrehung des Innenexzenters 2 mit dem Anschlag 1 innerhalb des Kreisbogensegments 4 in Richtung des Pumpenkolbens 6 minimiert, wozu der Anschlag 1 nach 2 eine Endlage im Außenexzenter 3 einnimmt, die dem kleinsten Exzentermaß e2 und damit dem kleinsten Kolbenhub entspricht.
Folglich ist das maximale Fördervolumen als auch der maximale Förderdruck des Pumpenkolbens 6 abhängig von der Drehrichtung des mit der Antriebswelle verbundenen Innenexzenters 2 veränderbar. Zur Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle ist ein Gleichstrom-Elektromotor mit einer elektrisch schaltbaren Polumkehrung vorgesehen, der direkt mit der Antriebswelle verbunden ist.
Der Anschlag 1 ist bevorzugt als eigenständig handhabbares Bauteil ausgebildet, das form- und/oder kraftschlüssig am Innenexzenter 2 gehalten ist, wozu in einer zweckmäßigen Ausführung der Anschlag 1 als Passfeder ausgebildet ist, die in einer am Umfang des Innenexzenters 2 vorgesehenen Längsnut eingesetzt ist.
Die 3 zeigt die Kennlinienverläufe a, b für eine Kolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik, die gemäß dem Kennlinienverlauf a bei kleinem Exzentermaß einen relativ hohen Pumpendruck und gemäß Kennlinienverlauf b bei großem Exzentermaß einen relativ kleinen Pumpendruck erzeugt, der durch die Leistung des Elektromotors begrenzt ist.
Die 3 zeigt weiterhin den Kennlinienverlauf c für die erfindungsgemäße Kolbenpumpe, wonach ausgehend von 2 durch das Verdrehen des Innenexzenters 2 vom kleinen Exzentermaß e2 zum großen Exzentermaß e1 (siehe 1) unterschiedlich hohe Pumpendrücke und dazu reziprok proportionale Pumpenförderleistungen erzielt werden können, mit dem Vorteil, dass infolge der Umschaltbarkeit des Exzenters der Elektromotor eine erheblich kleinere Antriebleistung benötigt.
In Anwendung der vorgeschlagenen Erfindung für eine autark regelbare Kfz-Bremsanlage eignet sich die Umschaltbarkeit des Exzenterantriebs auf das kleine Exzentermaß e2 bevorzugt für Assistenzfunktionen (Spurhaltefunktion, Abstandsregelfunktion usw.) der Bremsanlage, die nach kleinen Förderleistungen und hohe Drücke bei best möglichem Regelkomfort verlangen.
Bezugszeichenliste

1: Anschlag
2: Innenexzenter
3: Außenexzenter
4: Kreisbogenausschnitt
5: Gleitlagerung
6: Pumpenkolben
D: Drehpunkt
e1: Exzentermaß
e2: Exzentermaß

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19650274 A1 [0002]

Claims

Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit einem zur Betätigung eines Pumpenkolbens vorgesehenen Exzenterantriebs, der mit einer Antriebswelle verbunden ist, wobei der Exzenterantrieb aus einem Innen- und einem Außenexzenter besteht, welche zur Variation der Förderleistung relativ zueinander verdrehbar sind und miteinander in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Förderleistung drehrichtungsabhängig über einen Anschlag (1) erfolgt, der unmittelbar zwischen dem Innen- und Außenexzenter (2, 3) angeordnet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle fest mit dem Innenexzenter (2) verbunden ist, der abhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle zwei durch den Anschlag (1) begrenzte Endlagen im Außenexzenter (3) einzunehmen vermag, wobei in den beiden Endlagen der Innenexzenter (2) entweder um sein minimales oder maximales Exzentermaß (e1, e2) innerhalb des Außenexzenters (3) verdreht ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Anschlag (1) die Verdrehbarkeit zwischen dem Innen- und Außenexzenter (2, 3) auf maximal 180 Winkelgrad begrenzt ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines minimalen oder maximalen Exzentermaßes (e1, e2) der Anschlag (1) innerhalb eines zwischen dem Innen- und Außenexzenter (2, 3) angeordneten Kreisbogenausschnitts (4) frei verdrehbar ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenexzenter (2) mittels einer Gleitlagerung (5) unmittelbar im Außenexzenter (3) verdrehbar aufgenommen ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (1) am Umfang des Innenexzenters (2) vorgesehen ist, und dass der Kreisbogenausschnitt (4) in einer den Innenexzenter (2) lagernden Zylinderöffnung des Außenexzenters (3) angeordnet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenexzenter (3) mit dem Pumpenkolben (6) zusammenwirkt, dessen Pumpenfördermenge durch das Verdrehen des Anschlags (1) in Richtung des Pumpenkolbens (6) minimiert ist, wozu der Anschlag (1) eine erste Endlage im Außenexzenter (3) einnimmt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenexzenter (3) mit dem Pumpenkolben (6) zusammenwirkt, dessen Pumpenfördermenge durch das Verdrehen des Anschlags (1) weg von dem Pumpenkolbens (6) maximiert ist, wozu der Anschlag (1) eine zweite Endlage im Außenexzenter (3) einnimmt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das maximale Fördervolumen als auch der maximale Förderdruck des Pumpenkolbens (6) abhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle veränderbar ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle ein Gleichstrom-Elektromotor mit einer elektrisch schaltbaren Polumkehrung vorgesehen ist, der mit der Antriebswelle verbunden ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (1) als eigenständig handhabbares Bauteil ausgebildet ist, das form- und/oder kraftschlüssig am Innenexzenter (2) gehalten ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (1) als Passfeder ausgebildet ist, die in einer am Umfang des Innenexzenters (2) vorgesehenen Längsnut eingesetzt ist.