DE102012218585A1

DE102012218585A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102012218585A1
Application number: DE201210218585
Authority: DE
Inventors: Scott Ross
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (5), das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile wie einen in einem Führungsband (3, 17) aufgenommenen Pumpenkolben (1), eine Kolbenrückstellfeder (16) sowie ein Saugventil (4) und ein Druckventil (7) aufweist, mit einem den Pumpenkolben (1) saugseitig begrenzenden, Ringraum und mit einem den Pumpenkolben (1) druckseitig begrenzenden Förderraum (9), mit der Besonderheit, dass der Pumpenkolben (1) in einem Dichtring (2) aufgenommen ist, der die Funktion des Führungsbands (3) und/oder des Saugventils (4) übernimmt, wozu der Dichtring (2) in einem im Pumpengehäuse (5) fixierten Halter (6), oder zwischen dem Führungsband (3) und einem für das Druckventil (7) vorgesehenen Ventilsitzkörper (8) im Pumpengehäuse (5) aufgenommen 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.
Nunmehr ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenpumpe der angegebenen Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen Mitteln hinsichtlich ihres Verschleiß- und Geräuschverhaltens zu verbessern.
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 mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von sechs Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine mit den erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, wozu ein beidseitig am Pumpenkolben angeordnetes Führungsband aus Teflon^TM oder einem anderen verschleißfesten Kunststoff hergestellt ist, mit der Besonderheit, dass das dem Druckventil zugewandte Führungsband den Druckventilsitz bildet und auch im Bereich des Pumpenkolbens die Dichtfunktion wahrnimmt,
2 einen Längsschnitt durch eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, deren hochdruckseitiges Führungsband gleichzeitig als Hochdruckdichtung ausgestaltet ist, die in einem Halter eingesetzt ist, sowie mit einem Filtersieb zwischen dem Halter und dem Druckventil, welches gleichzeitig als Ventilsitz für das Druckventil ausgebildet ist,
3 einen Längsschnitt durch eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, bestehend aus einer ringförmig den Pumpenkolben umschließenden Dichtung, die nach Art eines Rückschlag-Manschettenventils außer der Dichtfunktion am Umfang des Pumpenkolbens zusätzlich die Funktion des Saugventils und ggf. auch die Funktion des Führungsbands übernimmt,
4 eine von 3 abweichende Dichtungskonstruktion nach Art einer Hauptzylindermanschette, die zwischen einem Führungsband und einem für das Druckventil vorgesehenen Ventilsitzkörper angeordnet ist,
5 abweichend von den 1–4 im Längsschnitt eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, deren Pumpenkolben aus einem verschleißfesten Kunststoff hergestellt ist, der zur Verstärkung einen Stahlkern aufweist,
6 im Längsschnitt eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, die zur Vermeidung von Lufteintrag im Bereich des am Pumpenkolben niederdruckseitig angeordneten Dichtpakets mit einer speziellen Dichtungsanordnung versehen ist.
Die 1 zeigt stellvertretend für alle weiteren, in den 2 bis 6 gewählten Ausführungsformen in vergrößerter Darstellung eine Kolbenpumpe in einem Längsschnitt, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung zum Einsatz kommt. Das Pumpengehäuse 5 der Kolbenpumpe ist teilweise abgebildet und weist mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile wie einen in zwei ringförmigen Führungsbändern 3, 17 an den Kolbenenden abschnittsweise geführten Pumpenkolben 1, eine Kolbenrückstellfeder 16 sowie ein Saugventil 4 und ein Druckventil 7 auf. Der Pumpenkolben 1 ist saugseitig von einem als Nachlaufraum 19 für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und druckseitig von einem Förderraum 9 begrenzt. Einen Beitrag zur Volumenminimierung im Förderraum 1 leistet das kugelförmige Saugventil 4, das gemäß den 1, 2, 5, 6 in einer Stufenbohrung des Pumpenkolbens 1 vollständig versenkt integriert ist. Die für die Einhaltung der geschlossenen Grundposition des Saugventils 4 notwendige Druckfeder 12 ist in der Stufenbohrung des Pumpenkolbens 1 integriert. Das dem nicht abgebildeten Exzenterantrieb zugewandte Ende des Pumpenkolbens 1 ist in einer im Pumpengehäuse 5 eingesetzten Dichtungspaket aufgenommen, dem das eine Führungsband 17 folgt.
Die Durchströmung des Pumpenkolbens 1 aus Richtung des Nachlaufraums 19 über das Saugventil 4 zum Förderraum 9 erfolgt auf an sich bekante Weise über die Anordnung einer Quer- und einer Längsbohrung im Kolbenschaft des Pumpenkolbens 1. Das dem Saugventil 4 im Förderraum 9 nachgeordnete Druckventil 7 ist gleichfalls in Richtung des Ventilkörpers durch eine Druckfeder 23 beaufschlagt, die in einer Sackbohrung eines im Pumpengehäuses 5 fixierten Verschlussstopfens 24 aufgenommen ist.
Nachdem mit Ausnahme der zitierten Saugventilanordnung im Pumpenkolben sämtliche weiteren Merkmale zum gleichartigen Aufbau der in den 1–6 gezeigten Kolbenpumpe beschrieben wurde, sollen nunmehr die Unterschiede der einzelnen Ausführungsformen erläutert werden.
Zur Reduzierung der Bauteile, des Geräuschverhaltens und des Verschleißes ist in der 1 der Pumpenkolben 1 in einem Dichtring 2 aufgenommen, der ein Bestandteil des Führungsbands 3 bildet, wozu der Dichtring 2 am verjüngten Ende des buchsenförmigen Führungsbands 3 ausgebildet ist, das in einem im Pumpengehäuse 5 eingepressten Halter 6 fixiert ist.
Zur Einhaltung enger Passungstoleranzen ist das Führungsband 3 in Verbindung mit dem Dichtring 2 vorteilhaft während des Einpressvorgangs in den topfförmigen Halter 6 in Richtung auf den Pumpenkolben 1 plastisch in Richtung auf den Umfang des Pumpenkolbens 1 verformt, wozu die Innenwand des topfförmigen Halters 6 vor dem Topfboden, durch dessen Öffnung der Pumpenkolben 1 hindurch geführt ist, trichterförmig verengt ist. Gleichzeitig bildet das vom Pumpenkolben 1 abgewandte Ende des Führungsbands 3 einen Dichtsitz 10 für das Druckventil 7, wozu das Führungsband 3 im Wesentlichen die Kontur der eingangs erwähnten Buchse bzw. Hülse aufweist, an deren dem kugelförmigen Druckventil 7 zugewandten Stirnfläche der Dichtsitz 10 in Form eines Kegeldichtsitzes ausgebildet ist. Ferner ist in besonders kompakter Bauweise stromaufwärts zum Dichtsitz 10 im Führungsband 3 ein Filtersieb 11 reibschlüssig fixiert. Hierbei ist bei Wunsch oder Bedarf das Führungsband 3 als auch der Dichtsitz 10 aus einem vorzugsweise mit Teflon^TM beschichteten Werkstoff, oder einem zu Teflon^TM gleichwertigen verschleißarmen Kunststoff hergestellt sind.
Die 2 offenbart abweichend von 1 ein blechförmiges Filtersieb 11, das zwischen dem Halter 6 und dem Druckventil 7 eingespannt ist, welches gleichzeitig einen Dichtsitz 10 für das kugelförmige Druckventil 7 aufweist, wozu das Filtersieb 11 im Bereich der Siebfläche zur Aufnahme des kugelförmigen Druckventils 10 schalenförmig gestaltet ist, wobei am Schalenrand der trichterförmige Dichtsitz 10 ausgebildet ist. Ebenso wie in der 1 zeigt auch die 2 eine Druckfeder 12, die unmittelbar zwischen dem kugelförmigen Saugventil 4 und dem Filtersieb 11 eingespannt ist, wodurch sich eine besonders platzsparende Anordnung ergibt.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach 1 ist in 2 das mit einer Dichtfunktion am Pumpenkolben 1 versehene Führungsband 3 als kompaktes Ringteil in einer Innennut des Halters 6 eingepresst, wodurch sich eine besonders einfache Aufnahme des Führungsbands 3 im Halter 6 ergibt.
Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, bestehend aus einer ringförmig den Pumpenkolben 1 umschließenden Dichtung 2, die nach Art eines Rückschlag-Manschettenventils außer der Dichtfunktion am Umfang des Pumpenkolbens 1 zusätzlich die Funktion des Saugventils 4 und ggf. auch die Funktion des Führungsbands 3 übernimmt. Sofern die Dichtung 2 einstückig mit dem Führungsband 3 ausgeführt ist, übernimmt die stromaufwärts zur Dichtung 2 angeordnete Scheibe 20 lediglich eine Stützfunktion für das Rückschlag-Manschettenventils, welche somit zwischen der Scheibe 20 und dem für das Druckventil 7 erforderlichen Ventilsitzköper 8 fixiert ist. Überdies lässt sich der Pumpenkolben 1 infolge der Entfernung des Saugventils 4 aus dem Pumpenkolben 1 als besonders einfach herzustellender Pumpenstößel ausführen, dessen druckseitige Stirnfläche an die Kontur des im Ventilsitzkörper 8 eingesetzten Filtersiebs 11 als Kugelmulde angepasst ist, dessen Filter-Bauart der Darstellung nach 1 entspricht.
Die 4 zeigt eine von 3 abweichende Konstruktion des Dichtrings 2 nach Art einer Hauptzylindermanschette, die zwischen einem ringförmigen Führungsband 3 und einem für das Druckventil 7 vorgesehenen büchsenförmigen Ventilsitzkörper 8 angeordnet ist, sodass der Dichtring 2 in der Funktion des Saugventils 4 abweichend von 3 getrennt vom Führungsband 3 im Ventilsitzkörper 8 fixiert ist. Ansonsten entsprechen alle weiteren in 4 abgebildeten Details der Ausführungsform nach 3.
Die 5 offenbart abweichend von den 1–4 im Längsschnitt eine Kolbenpumpe, deren Pumpenkolben 1 aus einem verschleißfesten Kunststoff oder aus einem mit Teflon^TM beschichteten Werkstoff hergestellt ist, der zur strukturellen Verstärkung einen Stahlkern 13 oder eine Stahleinlage aufweist. Technisch lässt sich der Pumpenkolben 1 besonders rationell durch ein Umspritzen des Stahlkerns 13 oder der Stahleinlage mit zunächst flüssigem Kunststoff herstellen, wobei nach Wunsch oder Bedarf der Stahlkern 13 mit einem Stahlfuß 14 versehen ist, der zwecks verschleißarmen Kontaktierung mit einem Exzenterantrieb aus dem Kunststoff hervorsteht. Ferner weist der Stahlkern 13 auf der vom Stahlfuß 14 abgewandten Seite einen radialen Vorsprung 15 auf, sodass sich die Kolbenrückstellfeder 16 zur Grundpositionierung des Pumpenkolbens 1 in der unteren Totpunktlage zwischen dem Vorsprung 15 und dem Halter 6 abstützt. Als weitere geräuschdämpfende Maßnahme erweist sich die Anordnung des Pumpenkolbens 1 im Bereich des Stahlfußes 14 in einem weiteren Führungsband 17, das aus einem verschleißfesten Kunststoff besteht, oder das mit einer Teflonbeschichtung versehen ist.
Um das Eindringen von Luft über das weitere Führungsband 17 in den Nachlaufraum 19 zu verhindern, befindet sich in allen Ausführungsformen nach 1–6 im Pumpengehäuse 5 fixiert wenigstens eine elastomere Ringdichtung 18 zwischen dem weiteren Führungsband 17 und dem Nachlaufraum 19, die am Umfang des Pumpenkolbens 1 dichtet. Diese elastomere Ringdichtung 18 besteht in 6 aus der Anordnung einer Lippendichtung in Kombination mit einem X-Ring oder ersatzweise aus einem durch eine Feder radial vorgespannten Nutring, wobei diese Dichtungsanordnung zwischen zwei Stützscheiben 21 angeordnet ist, welche mittels eines Klemmrings 22 die Dichtungsanordnung (sog. Dichtungspaket) im Pumpengehäuse 5 fixiert.
Bezugszeichenliste

1: Pumpenkolben
2: Dichtring
3: Führungsband
4: Saugventil
5: Pumpengehäuse
6: Halter
7: Druckventil
8: Ventilsitzkörper
9: Förderraum
10: Dichtsitz
11: Filtersieb
12: Druckfeder
13: Stahlkern
14: Stahlfuß
15: Vorsprung
16: Kolbenrückstellfeder
17: Führungsband
18: Ringdichtung
19: Nachlaufraum
20: Scheibe
21: Stützscheibe
22: Klemmring
23: Druckfeder
24: Verschlussstopfen

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 in einem Führungsband aufgenommenen 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, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (1) in einem Dichtring (2) aufgenommen ist, der die Funktion des Führungsbands (3) und/oder des Saugventils (4) übernimmt, wozu der Dichtring (2) entweder in einem im Pumpengehäuse (5) fixierten Halter (6) oder zwischen dem Führungsband (3) und einem für das Druckventil (7) vorgesehenen Ventilsitzkörper (8) im Pumpengehäuse (5) aufgenommen ist (1–6).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsband (3) ein integriertes Bestandteil eines in den Förderraum (9) des Pumpengehäuses (5) eingepressten Halters (6) ist (1, 2, 5, 6).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einhaltung enger Passungstoleranzen das Führungsband (3) in Verbindung mit dem Dichtring (2) durch einen Einpressvorgang in den Halter (6) in Richtung auf den Pumpenkolben (1) plastisch verformt ist (1).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsband (3) einen Dichtsitz (10) für das Druckventil (7) bildet, wozu das Führungsband (3) im Wesentlichen die Kontur einer Hülse aufweist, an deren dem kugelförmigen Druckventil (7) zugewandten Stirnfläche der Dichtsitz (10) in Form eines Kegeldichtsitzes ausgebildet ist (1).
Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts zum Dichtsitz (10) im Führungsband (3) ein Filtersieb (11) reibschlüssig fixiert ist (1).
Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsband (3) und/oder der Dichtsitz (10) aus einem verschleißarmen Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff, insbesondere aus Teflon^TM hergestellt sind (1).
Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halter (6) und dem Druckventil (7) ein Filtersieb (11) angeordnet ist, das einen Dichtsitz (10) für das Druckventil (7) aufweist (2).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (12) zwischen dem Saugventil (4) und dem Filtersieb (11) eingespannt ist (1, 2).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (2) in der Funktion des Saugventils (4) als Rückschlagventil ausgeführt ist, der zwischen dem Führungsband (3) und dem für das Druckventil (7) vorgesehenen Ventilsitzkörper (8) fixiert ist (4).
Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (2) als Manschettendichtung ausgeführt ist (4).
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (1) aus einem mit Teflon beschichteten Werkstoff hergestellt ist (5).
Kolbenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (1) aus einem Kunststoff hergestellt ist, der zur Verstärkung eine Stahleinlage aufweist (5).
Kolbenpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahleinlage des Pumpenkolbens (1) einen mit Kunststoff umspritzten Stahlkern (13) mit einem Stahlfuß (14) aufweist, der mit einem Exzenterantrieb zusammenwirkt (5).
Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkern (13) auf der vom Stahlfuß (14) abgewandten Seite einen radialen Vorsprung (15) aufweist, an dem sich eine Kolbenrückstellfeder (16) abstützt (5).
Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (1) im Bereich des Stahlfußes (14) in einem weiteren Führungsband (17) aufgenommen ist, das aus Teflon besteht, oder das mit einer Teflonbeschichtung versehen ist (5).
Kolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem weiteren Führungsband (17) wenigstens eine elastomere Ringdichtung (18) angeordnet ist, die entweder aus einer Lippendichtung, einem durch eine Radialfeder vorgespannten Nutring oder aber aus einem X-Ring besteht (1–6).