DE102012213763A1

DE102012213763A1 - Niederdruckdichtring für ein Pumpenelement eines Hydraulikaggregats

Info

Publication number: DE102012213763A1
Application number: DE102012213763.7A
Authority: DE
Inventors: Rainer Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2014-02-06
Also published as: KR102084929B1; KR20150040896A; WO2014019748A1; CN104508300B; CN104508300A; EP2880311A1

Abstract

Ein Niederdruckdichtring (58) für ein Pumpenelement (10) eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage, das ein Pumpengehäuse (12) und einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben (24) aufweist, ist zum Abdichten gegen das Pumpengehäuse (12) sowie zum Abdichten gegen den Pumpenkolben (24) angepasst und weist ferner eine Stufung (66) auf, mit der er an einem Absatz (18) am Pumpengehäuse (12) positionierbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Niederdruckdichtring für ein Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage, das ein Pumpengehäuse und einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben aufweist, wobei der Niederdruckdichtring zum Abdichten gegen das Pumpengehäuse sowie zum Abdichten gegen den Pumpenkolben angepasst ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Niederdruckdichtrings an einem Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage.
Bei Hydraulikaggregaten, wie sie an Fahrzeugbremsanlagen zum Regeln von Bremsdruck während einer Antiblockierfunktion verwendet werden, sind Pumpengehäuse vorgesehen, in denen insbesondere zumindest zwei Kolben verschiebbar gelagert sind. Die beiden Kolben werden mittels eines einzigen Exzenterantriebs axial hin und her verschoben und es wird auf diese Weise in je einen vor dem Kolben ausgebildeten Druckraum Hydraulikfluid eingesaugt und aus diesem herausgefödert. Der Druckraum ist dabei von einer eigenen Gehäusehülle bzw. einem Zylinder umgeben, der auch kolbenseitig abgedichtet ist. Ein Zylinder und ein Kolben bilden so ein Pumpenelement, welches in dem Gehäuse in einer Stufenbohrung eingesetzt und oftmals von außen verpresst ist. Der Kolben ragt dabei in das Gehäuse weiter in einen Bereich hinein, in dem sich am Ende der Exzenterantrieb befindet. In diesem Bereich, der hier als Niederdruckbereich bezeichnet wird, ist auch die Zuleitung von Hydraulikfluid in den Zylinder hinein ausgebildet. Der dabei zwischen dem Kolben und dem Gehäuse grundsätzlich bestehende Ringspalt muss mittels eines Niederdruckdichtrings abgedichtet sein. Der Niederdruckdichtring dichtet also zwischen dem Niederdruckbereich und einem zum Exzenterantrieb gehörenden Exzenterraum ab.
Die dabei verwendeten Niederdruckdichtringe sind vorzugsweise als O-Ringe oder Q-Ringe meist aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) hergestellt und damit vergleichsweise weich. Sie dichten vorteilhaft zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben ab, unterliegen zugleich aber der Gefahr, dass sie im ungünstigsten Fall zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben verkanten. Es kann dann zu einer Schädigung des Niederdruckdichtrings und zu Undichtigkeit kommen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Niederdruckdichtring für ein Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage geschaffen, das ein Pumpengehäuse und einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben aufweist. Der Niederdruckdichtring ist zum Abdichten gegen das Pumpengehäuse sowie zum Abdichten gegen den Pumpenkolben angepasst. Er weist ferner eine Stufung auf, mit der er an einem Absatz am Pumpengehäuse positionierbar ist. Diese Stufung ist insbesondere nach radial außen gerichtet und liegt dann an einem nach radial innen gerichteten Absatz des Pumpengehäuses an.
Mit dem erfindungsgemäßen Niederdruckdichtring wird die Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben insbesondere dadurch verbessert, dass der Niederdruckdichtring mit seiner Stufung an einem Absatz am Pumpengehäuse angesetzt wird. Mit der Stufung ergibt sich zunächst eine gewisse Labyrinthwirkung, mit der ein Hindurchströmen von Bremsfluid erschwert wird. Darüber hinaus kann der an der Stufung positionierte Niederdruckdichtring in axialer Richtung an das Pumpengehäuse zumindest leicht angepresst und dabei gegebenenfalls auch zumindest leicht axial komprimiert werden. Aufgrund der Elastizität seines Materials drängt der derart axial komprimierte Niederdruckdichtring auch in radialer Richtung gegen die benachbarten Bauteile und damit insbesondere gegen den Pumpenkolben. Zu einem gewissen Anteil übernimmt der erfindungsgemäße Niederdruckdichtring auch einen Toleranzausgleich von Längentoleranzen, also in axialer Richtung am Pumpenelement. Die Montage des Niederdruckdichtrings wird vereinfacht, weil seine Position und Lage anhand der Stufung sehr einfach auch automatisch erkannt werden kann. Schließlich ist anzumerken, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung insbesondere auch ein Verkippen des Niederdruckdichtrings auf dem Pumpenkolben sicher verhindert ist.
Die Stufung ist im Querschnitt des Niederdruckdichtrings betrachtet vorzugsweise rechtwinklig ausgebildet. Die derartige Stufung ist sowohl auf Seiten des Pumpengehäuses als auch des Niederdruckdichtrings kostengünstig herstellbar. Sie weist eine starke Labyrinthwirkung auf und ermöglicht eine sichere Montage des Niederdruckdichtrings.
An die Stufung anschließend ist vorteilhaft eine im Querschnitt des Niederdruckdichtrings betrachtet gerade, zum Pumpengehäuse hin abdichtende, erste Dichtfläche ausgebildet. Die derart gestaltete erste Dichtfläche positioniert den Niederdruckdichtring relativ zum Pumpengehäuse in radialer Richtung. Sie stellt zusätzlich eine weitergehende Abdichtung zwischen Pumpengehäuse und Pumpenkolben sicher. Ferner ist vorzugsweise zum verbesserten Abdichten an dem Niederdruckdichtring ein erster Dichtwulst zum Abdichten an das Pumpengehäuse vorgesehen.
An dem erfindungsgemäßen Niederdruckdichtring ist darüber hinaus vorteilhaft im Querschnitt des Niederdruckdichtrings betrachtet eine gerade, zum Pumpenkolben hin abdichtende, zweite Dichtfläche ausgebildet. An der derartigen zweiten Dichtfläche gleitet der Pumpenkolben entlang, wobei die Dichtfläche besonders vorteilhaft zu einem gleichmäßigen Schmierfilm zwischen dem Niederdruckdichtring und dem Pumpenkolben beiträgt. Vorzugsweise ist an dem Niederdruckdichtring gemäß der Erfindung dann auch noch ein zweiter Dichtwulst zum zusätzlichen Abdichten an den Pumpenkolben vorgesehen.
Der Niederdruckdichtring ist ferner vorzugsweise mit einer stirnseitigen, zu einem benachbarten Bauteil, insbesondere einem Filter, hin abdichtenden, dritten Dichtfläche ausgebildet. Die dritte Dichtfläche dient als Anlagefläche für ein benachbartes Bauteil, mit dem der Niederdruckdichtring in axialer Ringung gegen das Pumpengehäuse gedrängt wird und dadurch sowohl eindeutig positioniert als auch abdichtend an das Pumpengehäuse angelegt werden kann.
Die Erfindung ist entsprechend auch auf eine Verwendung eines solchen erfindungsgemäßen Niederdruckdichtrings an einem Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage gerichtet. Das Pumpenelement weist ein Pumpengehäuse, einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben und einen Filter zum Filtern von in das Pumpenelement einströmendem Bremsfluid auf. Dabei wird der Niederdruckdichtring mit seiner Stufung an einem Absatz des Pumpengehäuses positioniert und mittels eines weiteren Bauteils des Pumpenelements gegen das Pumpengehäuse gedrängt.
Wie oben bereits erwähnt, wird mit der derartigen Verwendung eines erfindungsgemäßen Niederdruckdichtrings sehr vorteilhaft ein Toleranzausgleich hinsichtlich der Länge des Pumpenelements geschaffen. Darüber hinaus wird die Abdichtung des Niederdruckdichtrings gegen das Pumpengehäuse aufgrund der Anpressung an der Stufung gegen das Pumpengehäuse verbessert. Zugleich wird eine verbesserte Abdichtung des Niederdruckdichtrings gegen den Pumpenkolben geschaffen, indem der Niederdruckdichtring dabei eine axiale Stauchung erfährt. Damit ergibt sich eine radiale Pressung des Niederdruckdichtrings, sowohl außen gegen das Pumpengehäuse als auch innen gegen den Pumpenkolben. Diese Pressung kann mit dem axial auf den Niederdruckdichtring aufgebrachten Pressdruck genau auf die gewünschte Größe eingestellt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Pumpenelements mit einem Niederdruckdichtring gemäß dem Stand der Technik,
2 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Pumpenelements mit einem Niederdruckdichtring gemäß der Erfindung und
3 einen vergrößerten Längsschnitt des Niederdruckdichtrings gemäß 2.
In 1 ist ein Pumpenelement 10 eines Hydraulikaggregats veranschaulicht, das in einem blockförmigen Pumpengehäuse 12 angeordnet ist. Das Hydraulikaggregat ermöglicht an Fahrzeugbremsen einer zugehörigen Fahrzeugbremsanlage insbesondere eine Antiblockier-, eine Antischlupf- und eine Fahrdynamik-Regelfunktion (ABS, ASR und ESP).
In dem Pumpengehäuse 12 ist eine gestufte Bohrung 14 ausgebildet, in der das Pumpenelement 10 angeordnet ist. Die gestufte Bohrung 14 weist drei Absätze 16, 18 und 20 auf, mit denen der Durchmesser 14 von außen ausgehend in Stufen zunehmend nach innen hin verkleinert ist. Das Pumpenelement 10 weist einen mehrteiligen Pumpenzylinder 22 auf, der einen ebenfalls mehrteiligen Pumpenkolben 24 umgibt.
Der mehrteilige Pumpenzylinder 22 umfasst einen ringförmigen Filter 26, an dem durch einen Einlass 28 Bremsfluid von radial außen nach radial innen durch das Pumpengehäuse 12 zugeführt werden kann. An den Filter 26 schließt nach axial außen gerichtet ein Zylinderbecher 30 an, mit dem ein Druckraum 32 umschlossen ist. Ganz außen befindet sich dann ein mit dem Pumpengehäuse 12 fluiddicht verstemmter Zylinderdeckel 34, mit dem der Filter 26 sowie der Zylinderbecher 30 und damit das gesamte Pumpenelement 10 in der gestuften Bohrung 14 zurückgehalten sind. In dem Zylinderdeckel 34 befindet sich ein Auslassventil 36, mit dem Bremsfluid unter Druck aus dem Druckraum 32 kontrolliert in einen Auslass 38 abgeführt werden kann.
Der mehrteilige Pumpenkolben 24 ist mit einem kreiszylindrischen Kolbenstößel 40 gestaltet, der sich im axial innersten Bereich der Bohrung 14 befindet. Der Kolbenstößel 40 kann an einer Stirnseite 42 von einem Exzenter 44 in Axialrichtung aus der Bohrung 14 herausbewegt werden. An der anderen Stirnseite 46 des Kolbenstößels 40 grenzt an diesen eine Kolbenhülse 48, durch die hindurch das durch den Einlass 28 und den Filter 26 zugeströmte Bremsfluid weiter nach radial innen strömen kann. An die Kolbenhülse 48 grenzt dann axial eine Kolbendichtscheibe 50, wobei sich zwischen der Kolbenhülse 48 und der Kolbendichtscheibe 50 ein Einlassventil 52 zum Zuführen des zugeströmten Bremsfluids in den Druckraum 32 hinein befindet.
Der Kolbenstößel 40 ist als Teil des Pumpenkolbens 24 im hinteren Teil der gestuften Bohrung 14 mittels eines Führungsrings 54, eines Stützrings 56 und eines Niederdruckdichtrings 58 geführt. Mit dem Niederdruckdichtring 58 ist eine Abdichtung zwischen einem am Filter 26 vorherrschenden Niederdruckbereich 60 und einem am Exzenter 44 vorherrschenden, vollkommen drucklosen Exzenterbereich 62 geschaffen.
Der herkömmliche Niederdruckdichtring 58 ist gemäß 1 dabei zwischen dem Filter 26 und dem Stützring 56 in einem rein zylindrischen Bereich 64 der gestuften Bohrung 14 angeordnet. Zum Abstützen und Festlegen des Pumpenelements 10 in der gestuften Bohrung 14 liegt der Filter 26 mit seinem inneren Stirnende an dem zweiten Absatz 18 an und stützt sich gegen diesen ab.
In 2 und 3 ist ein Niederdruckdichtring 58 gemäß der Erfindung veranschaulicht, der radial außen bzw. nach radial außen gerichtet eine rechtwinklige Stufung 66 aufweist, mit der er an dem Absatz 18 am Pumpengehäuse 12 positioniert ist. Die derart am Pumpengehäuse 12 abgestützte Stufung 66 des Niederdruckdichtrings 58 verbessert die Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuse 12 und dem Pumpenkolben 24 am Niederdruckbereich 60, indem sich zum einen eine gewisse Labyrinthwirkung mit der Stufung ergibt und zum anderen der Niederdruckdichtring 58 aufgrund des an ihm anliegenden Pressdrucks in radialer Richtung sowohl außenseitig an das Pumpengehäuse 12 als auch innenseitig an den Pumpenkolben 24 angedrückt wird.
Der derart gestaltete und gehaltene Niederdruckdichtring 58 erfüllt seine neuartige Dichtfunktion besonders vorteilhaft dadurch, dass er an die Stufung 66 anschließend eine im Querschnitt des Niederdruckdichtrings 58 betrachtet gerade, zum Pumpengehäuse 12 hin abdichtende und zum Exzenterbereich 62 hin zeigende, erste Dichtfläche 68 aufweist. Die Dichtfläche 68 schließt mit einem ersten Dichtwulst 70 ebenfalls zum Abdichten an das Pumpengehäuse 12 ab. Radial innenseitig weist der Niederdruckdichtring 58 darüber hinaus im Querschnitt betrachtet eine gerade, zum Pumpenkolben 24 hin abdichtende, zweite Dichtfläche 72 auf, die zum Exzenterraum 62 hin mit einem zweiten Dichtwulst 74 hin abschließt. An seiner zum Filter 26 hin gewandten Stirnseite ist der Niederdruckdichtring 58 mit einer dritten Dichtfläche 76 ausgebildet. Diese dritte Dichtfläche 76 dient als Anlagefläche für den benachbarten Filter 26, mit dem der Niederdruckdichtring 58 in axialer Ringung gegen das Pumpengehäuse 12 gedrängt wird. Dadurch wird der Niederdruckdichtring 58 insbesondere sowohl eindeutig positioniert als auch abdichtend an das Pumpengehäuse 12 und den Pumpenkolben 24 gedrängt.

Claims

Niederdruckdichtring (58) für ein Pumpenelement (10) eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage, das ein Pumpengehäuse (12) und einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben (24) aufweist, wobei der Niederdruckdichtring (58) zum Abdichten gegen das Pumpengehäuse (12) sowie zum Abdichten gegen den Pumpenkolben (24) angepasst ist und ferner eine Stufung (66) aufweist, mit der er an einem Absatz (18) am Pumpengehäuse (12) positionierbar ist.
Niederdruckdichtring nach Anspruch 1, bei dem die Stufung (66) im Querschnitt des Niederdruckdichtrings (58) betrachtet rechtwinklig ausgebildet ist.
Niederdruckdichtring nach Anspruch 1 oder 2, bei dem an die Stufung (66) anschließend eine im Querschnitt des Niederdruckdichtrings (58) betrachtet gerade, zum Pumpengehäuse (12) hin abdichtende, erste Dichtfläche (68) ausgebildet ist.
Niederdruckdichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein erster Dichtwulst (70) zum Abdichten an das Pumpengehäuse (12) vorgesehen ist.
Niederdruckdichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine im Querschnitt des Niederdruckdichtrings (58) betrachtet gerade, zum Pumpenkolben (24) hin abdichtende, zweite Dichtfläche (72) ausgebildet ist.
Niederdruckdichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein zweiter Dichtwulst (74) zum Abdichten an den Pumpenkolben (24) vorgesehen ist.
Niederdruckdichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine stirnseitige, zu einem benachbarten Bauteil, insbesondere einem Filter (26), hin abdichtende, dritte Dichtfläche (76) ausgebildet ist.
Verwendung eines Niederdruckdichtrings (58) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 an einem Pumpenelement (10) eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage, das ein Pumpengehäuse (12), einen darin verschiebbar geführten Pumpenkolben (24) und einen Filter (26) zum Filtern von in das Pumpenelement (10) einströmendem Bremsfluid aufweist, wobei der Niederdruckdichtring (58) mit seiner Stufung (66) an einem Absatz (18) des Pumpengehäuses (12) positioniert und mittels eines weiteren Bauteils (26) des Pumpenelements (10) gegen das Pumpengehäuse (12) gedrängt wird.