DE102010040170A1 - Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden und zugehörige Fahrzeugbremsanlage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, welche einen Kolben, ein Zylinderelement (5) und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil (10) angeordneten Druckraum (5.2) umfasst, welcher von einem Deckel (16) abgeschlossen ist, wobei das Auslassventil (10) einen Schließkörper (14), eine auf den Schließkörper (14) wirkende Vorspanneinrichtung (12) und Mittel (5.6) zum Abstützen der Vorspanneinrichtung (12) umfasst, sowie eine Fahrzeugbremsanlage mit mindestens einer solchen Kolbenpumpe. Erfindungsgemäß ist das Auslassventil (10) am Außenumfang des Zylinderelements (5) angeordnet und stellt einen durch mindestens eine Abströmöffnung (16.6) zwischen Deckel (16) und Zylinderelement (5) geführten Fluidstrom (18) ein, wobei der Schließkörper (14) als auf dem Zylinderelement (5) geführte bewegliche Ringscheibe ausgeführt ist, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Zylinderelements (5) angepasst ist.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugbremsanlage mit einer solchen Kolbenpumpe.
- Kolbenpumpen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise werden in Fahrzeugbremsanlagen häufig Radialkolbenpumpen mit mehreren Pumpelementen zur Förderung von Druckmitteln verwendet, bei welchen wenigstens ein Kolben mittels eines Exzenters hin und her bewegt werden kann. Typischerweise bestehen diese sogenannten Pumpenelemente aus einem Kolben, einer häufig als Zylinder ausgebildeten Kolbenlauffläche, Einlass- und Auslassventilen sowie Dichtelementen. Die Ventile dienen der Fluidsteuerung bei der Pumpbewegung des Kolbens. Hierbei dient das Einlassventil dazu, das Fluid während der Verdichtungsphase nicht in den Ansaugraum zurückströmen zu lassen, das Auslassventil verhindert die Rückströmung des Fluids von der Druckseite in den Pumpeninnenraum. Typischerweise sind diese Ventile als federbelastete Kugelventile ausgebildet, wobei der Abströmkanal für das Auslassventil durch einen so genannten Auslassventildeckel und den Pumpenzylinder gebildet wird und das Auslassventil im Auslassventildeckel untergebracht ist.
- In der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 002 740 A1 wird beispielsweise eine Kolbenpumpe zur Bremsdruckregelung in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage beschrieben. Die beschriebene Kolbenpumpe umfasst ein Pumpengehäuse, eine im Pumpengehäuse angeordnete Aufnahmebohrung für die Kolbenpumpe und einen die Aufnahmepumpe nach außen verschließenden Ventildeckel, in welchem ein Auslassventil und erste und zweite Kanalabschnitte eines Abströmkanals untergebracht sind. - In der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 027 555 A1 wird beispielsweise eine Kolbenpumpe mit reduzierter Geräuschentwicklung beschrieben. Die beschriebene Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden umfasst einen Kolben, ein Zylinderelement und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Druckraum, welcher von einem Deckel abgeschlossen ist, wobei das Auslassventil einen als Kugel ausgeführten Schließkörper, eine auf den Schließkörper wirkende als Spiralfeder ausgeführte Vorspanneinrichtung, ein Basiselement zum Abstützen der Vorspanneinrichtung und ein Scheibenelement umfasst, und wobei ein Dichtsitz des Auslassventils am Scheibenelement angeordnet ist. Durch die Verwendung des Scheibenelements soll sichergestellt werden, dass Bauteiltoleranzen verschiedener Bauteile der Kolbenpumpe sich nicht negativ auf das Auslassventil auswirken können, hierbei erfordert der Einbauraum für den als Kugel ausgeführten Schließkörper und die als Spiralfeder ausgeführte Vorspanneinrichtung einen großen Platzbedarf. - Offenbarung der Erfindung
- Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass der Einbauraum für das Auslassventil und somit für die Kolbenpumpe minimiert werden kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise das Druckpulsationsniveau der Kolbenpumpe vermindern, wobei der Schließkörper des Auslassventils bei geringen Drücken schnell und exakt anspricht und ein gutes Schließverhalten aufweist. Durch den reduzierten Bauraum der Kolbenpumpe steht für ein nachfolgendes Pulsationsdämpfungselement ein vergrößerter Bauraum zur Verfügung.
- Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Auslassventil außenliegend an der Kolbenpumpe anzuordnen und dadurch in vorteilhafter Weise den erforderlichen Einbauraum der Kolbenpumpe in vorteilhafter Weise zu verkleinern. Hierbei wird der Schließkörper als Ringscheibe ausgeführt und auf den Pumpenzylinder aufgeschoben, so dass der als Ringscheibe ausgeführte Schließkörper durch den Pumpenzylinder geführt ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein sehr gutes NVH-Verhalten (NVH: Noise, Vibration, Harshness) erzielen. Des Weiteren lässt sich durch diese Reduzierung des Feder-Masse-Systems und die Führung des Schließkörpers auf dem Pumpenzylinder in vorteilhafter Weise die Funktionalität des Auslassventils verbessern. Der Schließkörper wird vom Vorspannelement, welches sich am Pumpenzylinder abstützt, an den Deckel gedrückt und dichtet axial und radial ab. Der Öffnungsdruck des Auslassventils wird über das Vorspannelement eingestellt, wobei der Schließkörper durch den sich im Druckraum aufbauenden Fluiddruck gegen das Vorspannelement bewegt wird.
- Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden umfasst einen Kolben, ein Zylinderelement und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Druckraum, welcher von einem Deckel abgeschlossen ist, wobei das Auslassventil einen Schließkörper, eine auf den Schließkörper wirkende Vorspanneinrichtung und Mittel zum Abstützen der Vorspanneinrichtung umfasst. Erfindungsgemäß ist das Auslassventil am Außenumfang des Zylinderelements angeordnet und stellt einen durch mindestens eine Abströmöffnung zwischen Deckel und Zylinderelement geführten Fluidstrom ein, wobei der Schließkörper als auf dem Zylinderelement geführte bewegliche Ringscheibe ausgeführt ist, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Zylinderelements angepasst ist.
- Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe kann beispielsweise in einer Fahrzeugbremsanlage zur Förderung von Druckmitteln verwendet werden.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden möglich.
- Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorspanneinrichtung als Federelement ausgeführt ist und den Schließkörper im geschlossenen Zustand gegen einen am Deckel angeordneten Dichtsitz drückt. Hierbei dichtet der als Ringscheibe ausgeführte Schließkörper im geschlossenen Zustand radial mit einer ersten Dichtfläche gegen das Zylinderelement und axial mit einer zweiten Dichtfläche gegen den Deckel ab.
- Die Vorspanneinrichtung der Kolbenpumpe ist beispielsweise als Spiralfeder und/oder Flachfeder und/oder Tellerfeder und/oder Wellenring ausgeführt. Des Weiteren geben die Federeigenschaften der Vorspanneinrichtung den Öffnungsdruck des Auslassventils vor. Dadurch kann das Schließverhalten des Auslassventils der Kolbenpumpe in vorteilhafter Weise einfach und schnell an verschiedene Drücke bei einem Einsatz in verschiedenen Fahrzeugbremssystemen angepasst werden.
- In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe können die Mittel zum Abstützen der als Federelement ausgeführten Vorspanneinrichtung als Ringschulter am Umfang des Zylinderelements ausgeführt werden. Die Ringschulter kann in vorteilhafter Weise einfach durch einen Absatz nach innen am Außenumfang des Zylinderelements umgesetzt werden.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe kann der Dichtsitz am Deckel als Flachdichtsitz ausgeführt werden, um eine gute axiale Abdichtung zwischen dem als Ringscheibe ausgeführten Schließkörper und dem Dichtsitz zu ermöglichen. Zur weiteren Reduzierung der Geräusche ist im Deckel mindestens ein Fluidkanal so angeordnet, dass er eine 180° Umlenkung der Fluidströmung vom Druckraum zur mindestens einen Abströmöffnung bewirkt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden. -
2 zeigt einen perspektivischen Querschnitt durch einen hinteren Bereich der in1 dargestellten erfindungsgemäßen Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden. - Ausführungsformen der Erfindung
- Wie aus
1 und2 ersichtlich ist, umfasst eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe1 zur Förderung von Fluiden einen Kolben3 , ein Zylinderelement5 , ein Dichtelement7 und einen Fluidfilter9 , welcher vor einer nicht sichtbaren Einlassöffnung angeordnet ist, hinter der ein nicht sichtbares Einlassventil angeordnet ist. Zwischen dem nicht dargestellten Einlassventil und einem Auslassventil10 ist im Inneren des Zylinderelements5 ein Druckraum5.2 angeordnet, welcher von einem Deckel16 abgeschlossen ist. Das Auslassventil10 umfasst einen Schließkörper14 , eine auf den Schließkörper14 wirkende Vorspanneinrichtung12 und Mittel5.6 zum Abstützen der Vorspanneinrichtung12 . Die dargestellte Kolbenpumpe1 kann beispielsweise in einer nicht dargestellten Aufnahmebohrung eines Pumpengehäuses bzw. eines Fluidblocks angeordnet werden. In die Aufnahmebohrung können quer verlaufende Druckmittelkanäle münden, durch welche Fluid über den Fluidfilter9 zur Einlassöffnung der Kolbenpumpe1 hin geführt wird bzw. von der mindestens einen Auslassöffnung der Kolbenpumpe1 weggeführt wird. - Erfindungsgemäß ist das Auslassventil
10 am Außenumfang des Zylinderelements5 angeordnet und stellt einen durch mindestens eine Abströmöffnung16.6 zwischen dem Deckel16 und dem Zylinderelement5 geführten Fluidstrom18 ein. Hierbei ist der Schließkörper14 als auf dem Zylinderelement5 geführte bewegliche Ringscheibe ausgeführt, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Zylinderelements5 angepasst ist. - Wie aus
1 und2 weiter ersichtlich ist, ist die Vorspanneinrichtung12 als Federelement ausgeführt und drückt den Schließkörper14 im geschlossenen Zustand gegen einen am Deckel16 angeordneten Dichtsitz16.4 . Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorspanneinrichtung12 als Tellerfeder ausgeführt. Alternativ kann die Vorspanneinrichtung12 als Spiralfeder und/oder Flachfeder und/oder Wellenring ausgeführt werden. - Wie aus
2 weiter ersichtlich ist, dichtet der als Ringscheibe ausgeführte Schließkörper14 im geschlossenen Zustand radial mit einer ersten Dichtfläche14.2 gegen das Zylinderelement5 und axial mit einer zweiten Dichtfläche14.4 gegen einen Dichtsitz16.4 am Deckel16 ab. Der Öffnungsdruck des Auslassventils10 wird durch die Federeigenschaften der Vorspanneinrichtung12 vorgegeben. Des Weiteren sind die Mittel5.6 zum Abstützen der als Federelement ausgeführten Vorspanneinrichtung12 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Ringschulter am Umfang des Zylinderelements5 ausgeführt. - Wie aus
2 weiter ersichtlich ist, ist der Dichtsitz16.4 am Deckel16 als Flachdichtsitz ausgeführt. Zudem sind im Deckel16 mehrere Fluidkanäle16.2 angeordnet, welche jeweils eine 180° Umlenkung der Fluidströmung18 von einer Auslassöffnung5.4 des Druckraums5.2 zur mindestens einen Abströmöffnung16.6 bewirken. - Erfindungsgemäße Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise eine optimale Ausnutzung des Bauraums und ein sehr gutes NVH-Verhalten. Des Weiteren lässt sich durch Reduzierung des Feder-Masse-Systems und die Führung des Schließkörpers auf dem Pumpenzylinder in vorteilhafter Weise die Funktionalität des Auslassventils verbessern.
- 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
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- DE 102008002740 A1 [0003]
- DE 102006027555 A1 [0004]
Claims (9)
- Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, welche einen Kolben (
3 ), ein Zylinderelement (5 ) und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil (10 ) angeordneten Druckraum (5.2 ) umfasst, welcher von einem Deckel (16 ) abgeschlossen ist, wobei das Auslassventil (10 ) einen Schließkörper (14 ), eine auf den Schließkörper (14 ) wirkende Vorspanneinrichtung (12 ) und Mittel (5.6 ) zum Abstützen der Vorspanneinrichtung (12 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (10 ) am Außenumfang des Zylinderelements (5 ) angeordnet ist und einen durch mindestens eine Abströmöffnung (16.6 ) zwischen Deckel (16 ) und Zylinderelement (5 ) geführten Fluidstrom (18 ) einstellt, wobei der Schließkörper (14 ) als auf dem Zylinderelement (5 ) geführte bewegliche Ringscheibe ausgeführt ist, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Zylinderelements (5 ) angepasst ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (
12 ) als Federelement ausgeführt ist und den Schließkörper (14 ) im geschlossenen Zustand gegen einen am Deckel (16 ) angeordneten Dichtsitz (16.4 ) drückt. - Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Ringscheibe ausgeführte Schließkörper (
14 ) im geschlossenen Zustand radial mit einer ersten Dichtfläche (14.2 ) gegen das Zylinderelement (5 ) und axial mit einer zweiten Dichtfläche (14.4 ) gegen den Deckel (16 ) abdichtet. - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (
12 ) als Spiralfeder und/oder Flachfeder und/oder Tellerfeder und/oder Wellenring ausgeführt ist. - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeigenschaften der Vorspanneinrichtung (
12 ) den Öffnungsdruck des Auslassventils (10 ) vorgeben. - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
5.6 ) zum Abstützen der als Federelement ausgeführten Vorspanneinrichtung (12 ) als Ringschulter am Umfang des Zylinderelements (5 ) ausgeführt sind. - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsitz (
16.4 ) am Deckel (16 ) als Flachdichtsitz ausgeführt ist. - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (
16 ) mindestens ein Fluidkanal (16.2 ) angeordnet ist, welcher eine 180° Umlenkung der Fluidströmung (18 ) vom Druckraum (5.2 ) zur mindestens einen Abströmöffnung (16.6 ) bewirkt. - Fahrzeugbremsanlage gekennzeichnet durch mindestens eine Kolbenpumpe (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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