DE102010030627A1

DE102010030627A1 - Pulsationsdämpferelement für eine Fluidpumpe und zugehörige Fluidpumpe

Info

Publication number: DE102010030627A1
Application number: DE201010030627
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schuller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-12-29
Also published as: CN102312808B; GB2481683B; GB201110368D0; FR2961863A1; CN102312808A; GB2481683A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pulsationsdämpferelement (3) für eine Fluidpumpe (1) mit einem elastischen Federelement (20), und eine Fluidpumpe (1) mit einem solchen Pulsationsdämpferelement (3). Erfindungsgemäß ist ein Dämpfertopf (10) mit einem Balggrundkörper (14) vorgesehen, in welchen Zwischenräume (14.1) eingebracht sind, welche mit einer elastischen Füllmasse (20) ausgefüllt sind, welche die Funktion des Federelements ausführt, so dass bei einer durch eine Druckpulsation bewirkte Bewegung des Balggrundkörpers (14) ein umschlossenes Luftvolumen (18) zur Absorption der Druckpulsation komprimierbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Pulsationsdämpferelement für eine Fluidpumpe nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie eine zugehörige Fluidpumpe mit einem solchen Pulsationsdämpferelement.
Fluidpumpen, die beispielsweise als Kolbenpumpen ausgeführt sind, werden in Fahrzeugen mit hydraulischen oder elektrohydraulischen Fahrzeugbremssystemen vorzugsweise als Rückförderpumpen verwendet, um einen Bremsdruck in den Radbremszylindern wahlweise abzusenken oder zu erhöhen, wodurch der Bremsdruck in den Radbremszylindern regelbar ist. Eine solche Regelung kann beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS), in einem Antriebsschlupfregelungssystem (ASR-System), in einem Fahrdynamikregelsystem usw. durchgeführt werden.
Eine herkömmliche Kolbenpumpe wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2007 047 417 A1 beschrieben und umfasst eine Kolbenbaugruppe, ein Einlassventil, ein Auslassventil und einen Zylinder. Das Einlassventil ist in der Regel als Rückschlagventil ausgebildet. Das Auslassventil ist ebenfalls als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet und in einem Deckelelement der Kolbenpumpe angeordnet. Das Auslassventil wird geöffnet, wenn ein Druck in einem Kompressionsraum größer als eine auf ein Auslassventildichtelement des Auslassventils wirkende Federkraft einer Auslassventilfeder ist, wodurch das Auslassventildichtelement aus einem an einer Auslassöffnung des Zylinders angeordneten Auslassventilsitz gedrückt wird.
Zur Reduzierung der Druckpulsationen können herkömmliche Kolbenpumpen mit einem Pulsationsdämpferelement ausgestattet werden, welches eine Membran aus Gummi aufweist oder als ein Gummi/Stahlteil ausgeführt ist.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Pulsationsdämpferelement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die vorgeschlagene Bauweise Druckspitzen auf kleinem Bauraum optimal absorbiert werden können, so dass Druckpulsationen in vorteilhafter Weise sowohl im Niederdruckbereich als auch im Hockdruckbereich reduziert werden können. Das erfindungsgemäße Pulsationsdämpferelement verformt sich schon bei sehr niedrigen Drücken und spricht daher auch schon bei geringen Druckpulsationen schnell und exakt an. Durch den Balggrundkörper können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements aber auch im Hochruckbereich bezüglich Festigkeit/Dauerstandfestigkeit bestehen, wobei das elastische Verhalten des Balggrundkörpers optimal zur Absorption von Druckpulsationen ausgelegt ist. Insgesamt ergeben sich in vorteilhafter Weise ein kleiner Einbauraum und eine kostengünstige und einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements.
Ein erfindungsgemäßes Pulsationsdämpferelement für eine Fluidpumpe umfasst einen Dämpfertopf mit einem Balggrundkörper, in welchen Zwischenräume eingebracht sind, welche mit einer elastischen Füllmasse ausgefüllt sind, welche die Funktion des Federelements ausführt, so dass bei einer durch eine Druckpulsation bewirkte Bewegung des Balggrundkörpers ein umschlossenes Luftvolumen zur Absorption der Druckpulsation komprimierbar ist. Durch die Anzahl und/oder Größe der Zwischenräume bzw. durch die Art des verwendeten elastischen Füllmaterials kann das elastische Verhalten des Dämpfertopfs in vorteilhafter Weise vorgegeben werden.
Das erfindungsgemäße Pulsationsdämpferelement kann beispielsweise in ein Pumpengehäuse und/oder in einen Deckel, vorzugsweise in einen Auslassventildeckel, einer Fluidpumpe eingebaut werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Pulsationsdämpferelements und der im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Fluidpumpe möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Balggrundkörper zur Bildung des Dämpfertopfs an einem Ende durch einen Topfboden abgeschlossen ist. In vorteilhafter Weise kann der Topfboden als Träger für ein Dichtelement und/oder als Dichtelement eines Fluidventils, vorzugsweise eines Auslassventils einer Fluidpumpe ausgeführt werden. Das Dichtelement kann beispielsweise als Dichtkugel und/oder als Dichtkalotte und/oder als Dichtplatte ausgeführt werden. Hierbei kann das Dichtelement fest oder beweglich mit dem als Träger ausgeführten Topfboden verbunden werden bzw. an den Topfboden angeformt werden. Diese Maßnahmen erlauben in vorteilhafter Weise eine besonders kompakte Bauform der Fluidpumpe, da das Pulsationsdämpferelement beispielsweise in den Bauraum des Auslassventils der Fluidpumpe integriert werden kann. Eine weitere verbesserte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums ergibt sich, wenn das Pulsationsdämpferelement auch die Funktion einer Rückstellfeder für das Auslassventil der Fluidpumpe übernimmt.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements weist der Balggrundkörper am anderen Ende einen stabilen Endbereich auf, welcher bei der Montage des Pulsationsdämpferelements in vorteilhafter Weise als wirksamer Durchmesser für einen Einpressvorgang und/oder einen Dichtverstemmvorgang verwendet werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements ist der Dämpfertopf aus Kunststoff gespritzt oder aus Metall, vorzugsweise Stahl, geformt. Als Füllmasse in den Zwischenräumen des Balggrundkörpers kann ein elastischer Kunststoff vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer verwendet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fluidpumpe ist das Pulsationsdämpferelement als Rückstellfederelement des Auslassventils der Fluidpumpe ausgeführt.
Das Pulsationsdämpferelement kann so als reines Dämpferelement zur Absorption von Druckpulsationen benutzt werden oder als Rückstellfeder, Dämpfer und/oder Dichtelement verwendet werden, welches im Auslassventildeckel montiert werden kann. Das Pulsationsdämpferelement kann dann vollständig direkt in die Fluidpumpe oder extern im Gehäuse oder Pumpendeckel montiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Fluidpumpe im Bereich eines Auslassventils mit einem ersten Ausführungsspiel eines erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements aus 1.
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pulsationsdämpferelements aus 1.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein erfindungsgemäßes Pulsationsdämpferelement 3 für eine Fluidpumpe 1 einen Dämpfertopf 10 mit einem Balggrundkörper 14, in welchen erfindungsgemäß Zwischenräume 14.1 eingebracht sind, welche mit einer elastischen Füllmasse 20 ausgefüllt sind. Hierbei führt die Zwischenräume 14.1 ausfüllende Füllmasse 20 die Funktion des Federelements aus, so dass bei einer durch eine Pulsation des Drucks P bewirkte Bewegung des Balggrundkörpers 14 ein umschlossenes Luftvolumen 18 zur Absorption der Druckpulsation komprimiert wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Pulsationsdämpferelement 3 in einen Deckel 5 eines Auslassventils der Fluidpumpe 1 integriert und führt zusätzliche die Funktion einer Rückstellfeder für ein Dichtelement 9 des Auslassventils aus, wobei das Dichtelement 9 einen Auslass aus einem Pumpenzylinder 7 der Fluidpumpe 1 verschließt oder freigibt.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist der Balggrundkörper 14 zur Bildung des Dämpfertopfs 10 an einem Ende durch einen Topfboden 16 abgeschlossen, welcher als Träger 16 für das Dichtelement 9 des Auslassventils der Fluidpumpe 1 ausgeführt ist. Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement 9 als Kugel ausgeführt, wobei der Topfboden 16 beispielsweise eine entsprechende Vertiefung zur beweglichen Führung des als Kugel ausgeführten Dichtelements 9 aufweisen kann.
Am anderen Ende weist der Balggrundkörper 14 einen stabilen Endbereich 12 auf, welcher bei der Montage des Pulsationsdämpferelements 3 als wirksamer Durchmesser 12.1 für einen Einpressvorgang und/oder einen Dichtverstemmvorgang verwendet werden kann. Hierbei wird der stabile Endbereich 12, der beispielsweise als überstehender Bund ausgeführt ist, an einem Einpressbereich 5.1 des Auslassventildeckels 5 fluiddicht eingepresst. Alternativ kann der stabile Endbereich 12 an einem Verstemmbereich mit dem Auslassventildeckel 5 fluiddicht verstemmt werden.
Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Pulsationsdämpferelements 3' unterscheidet sich nur dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel des Pulsationsdämpferelements 3 aus 1, dass ein als Dichtkalotte ausgeführtes Dichtelement 9' fest mit dem als Träger ausgeführten Topfboden 16' des Dämpfertopfs 10' verbunden ist. Dadurch kann hier auf eine wiederholende Beschreibung der funktionsgleichen Komponenten verzichtet werden.
Das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des Pulsationsdämpferelements 3'' unterscheidet sich nur dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel des Pulsationsdämpferelements 3 aus 1, dass der Topfboden 16'' selbst als Dichtelement 9'' in Form einer Dichtplatte ausgeführt ist. Dadurch kann auch hier auf eine wiederholende Beschreibung der funktionsgleichen Komponenten verzichtet werden.
Der Dämpfertopf 10, 10', 10'' kann beispielsweise aus Kunststoff gespritzt oder aus Metall, vorzugsweise Stahl, geformt werden. Als Füllmasse 20 in den Zwischenräumen 14.1 des Balggrundkörpers 14 kann beispielsweise ein elastischer Kunststoff vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer verwendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reduzieren die Druckpulsationen durch den Einsatz des Balggrundkörpers mit Zwischenräumen, welche mit einem elastischen Füllmaterial gefüllt sind und eine Balgbewegung ermöglichen, sowohl im Niederdruckbereich als auch im Hochdruckbereich. Bei geringen Pulsationen spricht das Pulsationsdämpferelement schnell und exakt an und ist durch seine Bauform auch im Hochdruckbereich vor Beschädigung geschützt. Somit können Druckspitzen optimal auf kleinem Bauraum direkt in der Pumpe oder außerhalb absorbiert werden.
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 102007047417 A1 [0003]

Claims

Pulsationsdämpferelement für eine Fluidpumpe mit einem elastischen Federelement (20), gekennzeichnet durch einen Dämpfertopf (10, 10', 10'') mit einem Balggrundkörper (14), in welchen Zwischenräume (14.1) eingebracht sind, welche mit einer elastischen Füllmasse (20) ausgefüllt sind, welche die Funktion des Federelements ausführt, so dass bei einer durch eine Druckpulsation bewirkte Bewegung des Balggrundkörpers (14) ein umschlossenes Luftvolumen (18) zur Absorption der Druckpulsation komprimierbar ist.
Pulsationsdämpferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Balggrundkörper (14) zur Bildung des Dämpfertopfs (10, 10', 10'') an einem Ende durch einen Topfboden (16, 16', 16'') abgeschlossen ist.
Pulsationsdämpferelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Topfboden (16, 16', 16') als Träger (16, 16') für ein Dichtelement (9, 9') und/oder als Dichtelement (9'', 16'') eines Fluidventils ausgeführt ist.
Pulsationsdämpferelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement als Dichtkugel (9) und/oder als Dichtkalotte (9') und/oder als Dichtplatte (9'') ausgeführt ist.
Pulsationsdämpferelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9, 9') fest oder beweglich mit dem als Träger ausgeführten Topfboden (16, 16') verbunden ist.
Pulsationsdämpferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Balggrundkörper (14) am anderen Ende einen stabilen Endbereich (12) aufweist, welcher bei der Montage des Pulsationsdämpferelements (3, 3', 3'') als wirksamer Durchmesser (12.1) für einen Einpressvorgang und/oder einen Dichtverstemmvorgang verwendbar ist.
Pulsationsdämpferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfertopf (10, 10', 10'') aus Kunststoff gespritzt oder aus Metall, vorzugsweise Stahl, geformt ist.
Pulsationsdämpferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmasse (20) ein elastischer Kunststoff vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer ist.
Fluidpumpe mit einem im Pumpengehäuse (3) und/oder in einem Deckel eingebauten Pulsationsdämpferelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsationsdämpferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist.
Fluidpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsationsdämpferelement (3, 3', 3'') als Rückstellfederelement eines Auslassventils der Fluidpumpe (1) ausgeführt ist.