DE102010002283A1

DE102010002283A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102010002283A1
Application number: DE102010002283A
Authority: DE
Inventors: Albrecht 61137 Otto
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2011-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (18), das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile wie einen in einer Buchse (5) geführten Pumpenkolben (4), eine Kolbenrückstellfeder (2) sowie ein Saugventil (7) und ein Druckventil aufweist, mit einem den Pumpenkolben (4) saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum (3) für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben (4) druckseitig begrenzenden Förderraum (1), mit der Besonderheit, dass eine für das Saugventil (7) vorgesehene Druckfeder (15) entfernt von einem am Saugventil (7) ausgebildeten Ventilkörper (23) im Hohlraum des Pumpenkolbens (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 10 2005 034 571 A1 ist bereits eine derartige Kolbenpumpe bekannt, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile wie einen in einer Buchse geführten Pumpenkolben, eine Kolbenrückstellfeder sowie ein Saug- und Druckventil aufweist, sowie mit einem den Pumpenkolben saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und einem den Pumpenkolben druckseitig begrenzenden Förderraum, in dem sowohl die Kolbenrückstellfeder, ein das Saugventil am Pumpenkolben fixierender Federtopf mit einer darin befindlichen Druckfeder als auch ein Dicht- und Führungspaket für den Pumpenkolben angeordnet sind.
Infolge der Anordnung der Kolbenrückstellfeder und der für das Saugventil erforderlichen Druckfeder, des hierzu erforderlichen Federtopfs und des Dicht- und Führungspakets im Förderraum muss dieser in seinem Durchmesser und in seiner Länge entsprechend angepasst sein, um die Funktionalität der Teile gewährleisten zu können. Dies führt allerdings zu großen Pumpenabmessungen bei relativ kleinen axialen Abständen im Pumpengehäuse zur Führung des Pumpenkolbens. Ferner weist der als schädliche Raum zu verstehende Förderraum eine unerwünscht große Volumenaufnahme auf. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenpumpe der angegebenen Art derart zu verbessern, dass der Förderraum möglichst klein ausgeführt werden kann.
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 zweier Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine mit den erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe,
2 eine Längsansicht des erfindungsgemäßen Saugventils in Verbindung mit der am Ventilstößel vormontierten Druckfeder, die mittels eines am Ventilstößel fixierten Rastelements unter Federvorspannung an einem Anschlag des Ventilstößels ruht.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Kolbenpumpe in einem Längsschnitt, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung zum Einsatz kommt. Das Pumpengehäuse 18 der Kolbenpumpe ist teilweise abgebildet und weist mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile wie einen in einer Buchse 5 abschnittsweise geführten Pumpenkolben 4, eine Kolbenrückstellfeder 2 sowie ein Saugventil 7 und ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Druckventil auf. Der Pumpenkolben 4 ist saugseitig von einem als Nachlaufraum 3 für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und druckseitig von einem Förderraum 1 begrenzt.
Zur Reduzierung des sogenannten schädlichen Raums in der Kolbenpumpe ist die Volumenaufnahme des Förderraums 1 durch geeignete bauliche und räumliche Maßnahmen weitgehend minimiert. Um den Förderraum 1 verkleinern zu können, ist deshalb die ansonsten im Förderraum 1 angeordnete große Kolbenrückstellfeder 2 im Nachlaufraum 3 angeordnet, die vorteilhaft in koaxialer Anordnung zum Pumpenkolben 4 zwischen der kurzen Buchse 5 und einem am Umfang des Pumpenkolbens 4 angeordneten Anschlag 6 eingespannt ist.
Einen wesentlichen Beitrag zur Volumenminimierung im Förderraum 1 leistet nunmehr auch das Saugventil 7, das in einer Stufenbohrung 8 des Pumpenkolbens 4 vollständig versenkt integriert ist. Das im Pumpenkolben 4 integrierte Saugventil 7 besteht aus einem an einer Bohrungsstufe 9 der Stufenbohrung 8 dichtend anlegbaren Ventilkörper 23, der als Pilz- oder Zylinderkopf ausgeführt ist. Die für die Einhaltung der geschlossenen Grundposition des Saugventils 7 notwendige Druckfeder 15 ist erfindungsgemäß entfernt von Ventilkörper 23 im Hohlraum des Pumpenkolbens 4 angeordnet, der mit dem Nachlaufraum 3 in Verbindung steht, weshalb das Saugventil 7 einen Ventilstößel 28 aufweist, an dessen einen Ende der Ventilkörper 23 und an dessen anderen Ende ein Federanschlag 27 ausgebildet ist, an dem sich die Druckfeder 15 abstützt. Die Druckfeder 15 ist über den Ventilstößel 28 gestülpt und stützt sich im abgebildeten Endmontagezustand mit dem vom Federanschlag 27 abgewandten einen Ende an einem mit dem Pumpenkolben 4 in Eingriff stehenden Rastelement 10 ab, durch das sich der Ventilstößel 28 zur ungehinderten Ausführung der Ventilfunktion relativbeweglich erstreckt.
Der Ventilstößel 28 weist in einem durch die Abmessungen der Druckfeder 15 und des Rastelements 10 definierten axialen Abstand gegenüber dem Federanschlag 27 einen Haltekragen 26 auf, an dem sich gemäß 2 zur Vormontage des Rastelements 10 und der Druckfeder 4 am Ventilstößel 28 das Rastelement 10 mit seinem von der Druckfeder 15 abgewandten Bereich abstützt.
Aus 1 geht hervor, dass nach dem Einfügen des nach 2 fertig konfektionierten Saugventils 7 in den Hohlraum des Pumpenkolbens 4 das Rastelement 10 vom Haltekragen 26 gelöst sowie mit seinem von der Druckfeder 15 abgewandten Bereich im Pumpenkolben 4 arretiert ist.
Sowohl aus 1 als auch 2 ist erkennbar, dass das Rastelement 10 einen entlang dem Ventilstößel 28 geführten Hülsenabschnitt aufweist, an dem sich die Druckfeder 15 abstützt, wobei gemäß der Darstellung nach 2 zunächst zur Vormontage und Fixierung des Rastelements 10 am Haltekragen 26 und danach gemäß der Darstellung nach 1 zur Arretierung im Pumpenkolben 4 wenigstens zwei federelastische Spreizarme 13 am Hülsenabschnitt ausgebildet sind.
Zur Vormontage des Rastelements 10 und der Druckfeder 15 am Ventilstößel 28 steht nach 2 ein erster von wenigstens zwei Spreizarmen 13 mit dem Haltekragen 26 in Eingriff, während der zweite Spreizarm 13 zur späteren Fixierung des Rastelements 10 im Pumpenkolben 4 als Fangarm aufgespreizt verharrt. Gemäß 1 weist der Pumpenkolben 4 in seinem Hohlraum eine Ausnehmung 16 auf, um nach dem Einfügen des aus 2 ersichtlichen Saugventils 7 eine Arretierung beider Spreizarme 13 im Pumpenkolben 4 zu ermöglichen. Infolge der zum Zwecke der Vormontage erforderlichen Abstützung des ersten Spreizarms 13 am Haltekragen 26 rastet zunächst der aufgespreizte zweite Spreizarm 13 in der Funktion des Fangarms nach dem vollständigen Einfügen des Saugventils 7 in den Hohlraum des Pumpenkolbens 4 ein. Nach dem vollständigen Einfügen des Saugventils 7 in den Hohlraum des Pumpenkolbens 4 liegt der Ventilkörper 23 in der im oberen Schnitthälfte der 1 abgebildeten Schließstellung an der den Ventilsitz bildende Bohrungsstufe 9 im Pumpenkolben 4 an. Erst durch eine anschließende Betätigung des Ventilkörpers 23 in eine von der Bohrungsstufe 9 abgehobene Ventiloffenstellung löst sich der erste Spreizarm 13 vom Haltekragen 26, da der in der Ausnehmung 16 des Pumpenkolbens 4 bereits verriegelte zweite Spreizarm 13 den ersten Spreizarm 13 daran hindert, dem am Ventilstößel 28 fixierten Haltekragen 26 zu folgen, sodass sich infolge der Hubbewegung des Saugventils 7 nach links im Ventilöffnungsrichtung der erste Spreizarm 13 vom Haltekragen 26 löst und schließlich auch infolge seiner radialen Eigenvorspannkraft in der Ausnehmung 16 verrastet.
Weiterhin geht aus 1 hervor, dass zur Minimierung der Volumenaufnahme des Förderraums 1 in den Förderraum 1 ein Füllkörper 11 eingesetzt ist, der in der einfachsten Bauform durch eine Hülse gebildet ist, die zwischen der Innenwand der Buchse 5 und der Mantelfläche des Pumpenkolbens 4 den Förderraum 1 radial ausfüllt. Axial ist der Füllkörper 11 zwischen einem in der Buchse 5 fixierten Dichtungs- und Führungspaket 12 und einem dem nicht abgebildeten Ventilkörper des Druckventils 13 zugeordneten Ventilsitzkörper 14 fixiert, der an seinem abgebildeten Außenrand zwischen der Buchse 5 und einem nicht abgebildeten Pumpenverschluss eingespannt ist. Die Buchse 5 weist eine Stufenbohrung 17 auf, in der das Dicht- und Führungspaket 12 als auch abschnittsweise der Füllkörper 11 aufgenommen sind. Die kurze Buchse 5 ist mit einem dünnwandigen, vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellten Hülsenkörper 25 kraft- und/oder formschlüssig verbunden, der sich mit seinem von der Buchse 5 abgewandtes Ende durch den gesamten Nachlaufraum 3 axial erstreckt, wobei das Ende ein im Pumpengehäuse 18 eingesetztes Dicht- und Führungspaket 19 an einem Absatz der Pumpengehäusebohrung fixiert, durch das sich der Pumpenkolben 4 in Richtung auf einen Exzenterantrieb 24 erstreckt. Zur hydraulischen Verbindung eines im Pumpengehäuse 18 angeordneten Saugkanals 20 mit dem Nachlaufraum 3 weist der Hülsenkörper 25 mehrere über den Umfang verteilte, vorzugsweise durch Stanzen bzw. Prägen besonders einfach hergestellte Öffnungen 21 auf. Zwischen dem Hülsenkörper 25 und dem Pumpenkolben 4 befindet sich die am Anschlag 6 des Pumpenkolbens 4 abstützende Kolbenrückstellfeder 2, die infolge des dünnwandigen Hülsenkörpers 25 großzügig und damit unproblematisch im Nachlaufraum 3 integriert ist.
Die Durchströmung des Pumpenkolbens 4 erfolgt auf an sich bekante Weise über die Anordnung einer Quer- und einer Längsbohrung im Kolbenschaft, der als relativ kostengünstig herstellbarer, nicht abgesetzter oder abgestufter Pumpenkolben (sog. Glattkolben) mit kleinem Durchmesser ausgeführt ist, wodurch die Beanspruchung des Pumpenkolbens 4 in Axialrichtung vermindert ist. Durch die abgebildete Konstruktion des Pumpenkolbens 4 lässt sich nicht nur das Saugventil vollständig im Pumpenkolben 4 integrieren, sondern es ergibt sich ein konstruktiv besonders günstiger großer Lagerabstand zwischen beiden Dicht- und Führungspaketen 12, 19, womit sich überdies die auf den Pumpenkolben 4 einwirkenden Querkräfte erheblich reduzieren lassen.
Ein weiterer Beitrag zur Baulängenreduzierung kann eine nicht abgebildete Federscheibe leisten, die den Ventilkörper des Druckventils in Richtung auf den nur ansatzweise abgebildeten Ventilsitzkörper beaufschlagt. Die Federscheibe kann sich sodann mit ihrem vom Ventilkörper abgewandten Endbereich an einem nicht abgebildeten, den Förderraum 1 zur Atmosphäre hin abdichtenden Pumpenverschluss abstützen, wobei zwischen dem Pumpenanschluss und dem Förderraum 1 ein zum Druckmittelverbraucher führender Druckkanal 22 vorgesehen ist.
Die Kolbenpumpe ist als Mehrkolbenpumpe konzipiert, sodass weitere, nicht abgebildete Pumpenkolben 4 gemeinsam mit den übrigen Pumpenbauteilen gemäß dem abgebildeten Längsschnitt in identischer Bauweise bevorzugt sternförmig im nicht abgebildeten Bereich des Pumpengehäuse 18 angeordnet sind und von dem im Pumpengehäuse 18 aufgenommenen Exzenterantrieb 24 betätigt werden. Nach 1 ist der Pumpenkolben 4 entlang seiner Längsachse exemplarisch sowohl in der unteren als auch oberen Totpunktlage in der geöffneten als auch geschlossenen Stellung des Saugventils 7 gezeigt.
Bezugszeichenliste

1: Förderraum
2: Kolbenrückstellfeder
3: Nachlaufraum
4: Pumpenkolben
5: Buchse
6: Anschlag
7: Saugventil
8: Stufenbohrung
9: Bohrungsstufe
10: Rastelement
11: Füllkörper
12: Dicht- und Führungspaket
13: Spreizarm
14: Ventilsitzkörper
15: Druckfeder
16: Ausnehmung
17: Stufenbohrung
18: Pumpengehäuse
19: Dicht- und Führungspaket
20: Saugkanal
21: Öffnung
22: Druckkanal
23: Ventilkörper
24: Exzenterantrieb
25: Hülsenkörper
26: Haltekragen
27: Federanschlag
28: Ventilstößel

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 102005034571 A1 [0002]

Claims

Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen Pumpenkolben, eine Kolbenrückstellfeder sowie ein Saug- und Druckventil aufweist, mit einem den Pumpenkolben saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben druckseitig begrenzenden Förderraum, sowie mit einer das Saugventil in Schließrichtung beaufschlagende Druckfeder, wobei das Saugventil in einem Hohlraum des Pumpenkolbens aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (15) entfernt von einem am Saugventil (7) ausgebildeten Ventilkörper (23) im Hohlraum des Pumpenkolbens (4) angeordnet ist, der mit dem Nachlaufraum (3) in Verbindung steht.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (7) einen Ventilstößel (28) aufweist, an dessen einen Ende der Ventilkörper (23) und an dessen anderen Ende ein Federanschlag (27) ausgebildet ist, an dem sich die Druckfeder (15) abstützt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (15) über den Ventilstößel (28) gestülpt ist und sich mit dem vom Federanschlag (27) abgewandten einen Ende an einem entweder mit dem Ventilstößel (28) und/oder dem Pumpenkolben (4) in Eingriff stehenden Rastelement (10) abstützt, durch das sich der Ventilstößel (28) relativ beweglich erstreckt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (28) in einem durch die Abmessungen der Druckfeder (15) und des Rastelements (10) definierten axialen Abstand gegenüber dem Federanschlag (27) einen Haltekragen (26) aufweist, an dem sich zur Vormontage des Rastelements (10) und der Druckfeder (4) am Ventilstößel (28) das Rastelement (10) mit seinem von der Druckfeder (15) abgewandten Bereich abstützt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (10) nach dem Einfügen des Saugventils (7) in den Hohlraum des Pumpenkolbens (4) vom Haltekragen (26) gelöst sowie mit seinem von der Druckfeder (15) abgewandten Bereich im Pumpenkolben (4) arretiert ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (10) einen entlang dem Ventilstößel (28) geführten Hülsenabschnitt aufweist, an dem sich die Druckfeder (15) abstützt, und dass zur Fixierung des Rastelements (10) am Haltekragen (26) und/oder im Pumpenkolben (4) wenigstens zwei federelastische Spreizarme (13) am Hülsenabschnitt ausgebildet sind.
Kolbenpumpe mit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vormontage des Rastelements (10) und der Druckfeder (15) am Ventilstößel (28) ein erster von wenigstens zwei Spreizarmen (13) mit dem Haltekragen (26) in Eingriff steht, während der zweite Spreizarm (13) zur Fixierung des Rastelements (10) im Pumpenkolben (4) aufgespreizt verharrt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (4) eine Ausnehmung (16) zur Arretierung der Spreizarme (13) aufweist, in die der zweite Spreizarm (13) infolge seiner radialen Eigenvorspannkraft nach dem vollständigen Einfügen des Saugventils (7) in den Hohlraum des Pumpenkolbens (4) einrastet.
Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem vollständigen Einfügen des Saugventils (7) in den Hohlraum des Pumpenkolbens (4) der Schließkörper (23) in der Schließstellung an einer den Ventilsitz bildende Bohrungsstufe (9) des Pumpenkolbens (4) anliegt
Kolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Betätigung des Ventilkörpers (23) in eine von der Bohrungsstufe (9) abgehobene Ventiloffenstellung der erste Spreizarm (13) vom Haltekragen (26) gelöst und infolge seiner radialen Eigenvorspannkraft in der Ausnehmung (16) verrastet ist.