DE102012221035A1

DE102012221035A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102012221035A1
Application number: DE201210221035
Authority: DE
Inventors: Scott Ross
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-22

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) eine örtlich begrenzte Querschnittsschwächung aufweist, die sich in einem Kolbenabschnitt befindet, der sich innerhalb des Nachlaufraums (19) erstreckt.

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 fünf Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine mit den erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, wozu der Pumpenkolben im Bereich des Nachlaufraums abschnittsweise einen abgestuften Querschnitt aufweist,
2 einen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe, mit einem Dichtsitz, der zur Geräuschminderung aus einem Kunststoff vollständig hergestellt oder mit einem Kunststoff beschichtet ist,
3 einen Längsschnitt durch eine mit weiteren erfindungswesentlichen Merkmalen versehene Kolbenpumpe, mit mehreren, den Kolbenschaft im Bereich des Nachlaufraums durchdringende Querbohrungen,
4 eine von 3 abweichende Anordnung von einer Quer- und zusätzlicher Längsbohrung im Kolbenschaft,
5 abweichend von der 4 die Kolbenpumpe mit einem in der Längsbohrung eingesetztes Elastomere.
Die 1 zeigt stellvertretend für alle weiteren, in den 2 bis 5 ausgeführten Varianten 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 beiden 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.
Die 1 zeigt abweichend von den aus den 2–5 ersichtlichen Details eine mit weiteren baulich vorteilhaften 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 linken 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-Manschettenventil, welches somit zwischen der Scheibe 20 und dem für das Druckventil 7 erforderlichen Ventilsitzköper 8 fixiert ist. Die Scheibe 20 weist abschnittsweise entlang ihrem Innenumfang mehrere Ausnehmungen auf, um eine ungehinderte hydraulische Verbindung zwischen dem Nachlaufraum 19 und dem Förderraum 9 über das Saugventil 4 zu ermöglichen. 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. Das Filtersieb 11 entspricht im Wesentlichen der in den
2–5 abgebildeten Filter-Bauart.
In den 2–5 ist abweichend von der 1 das Saugventil 4 vollständig in einer Stufenbohrung 27 des Pumpenkolbens 1 versenkt integriert. Die für die Einhaltung der geschlossenen Grundposition des Saugventils 4 notwendige Druckfeder 12 ist in der Stufenbohrung 27 des Pumpenkolbens 1 integriert. Das dem Exzenterantrieb 29 (siehe 3–5) zugewandte Ende des Pumpenkolbens 1 ist in einer im Pumpengehäuse 5 eingesetzten Dichtungspaket aufgenommen, das unmittelbar neben dem rechten (sog. weiteren) Führungsband 17 angeordnet ist. Da der Pumpenkolben 1 innerhalb des Nachlaufraums 19 nicht abgestuft ist, stützt sich die Kolbenrückstellfeder 16 an einem Blechring ab, der in einer Nut des Pumpenkolbens 1 fixiert ist.
In den 2–5 erfolgt die Durchströmung des Pumpenkolbens 1 aus Richtung des Nachlaufraums 19 über das Saugventil 4 zum Förderraum 9 auf an sich bekannte Weise über die Anordnung einer Querbohrung 26 im Kolbenschaft und anschließend über die mittig zur Kolbenlängsachse in den Kolbenschaft des Pumpenkolbens 1 einmündende Stufenbohrung 27. Das dem Saugventil 4 im Förderraum 9 nachgeordnete Druckventil 7 ist in allen Abbildungen gleichfalls in Richtung des kugelförmigen Ventilkörpers durch eine Druckfeder 23 beaufschlagt, die in einer Sackbohrung eines im Pumpengehäuses 5 fixierten Verschlussstopfens 24 aufgenommen ist.
Um das Eindringen von Luft über das rechte (sog. weitere) Führungsband 17 in den Nachlaufraum 19 zu verhindern, befindet sich in allen Ausführungsformen (1–5) im Pumpengehäuse 5 fixiert wenigstens eine elastomere Ringdichtung 18 zwischen dem weiteren Führungsband 17 und dem Nachlaufraum 19, die am Umfang des Pumpenkolbens 1 anliegt. Diese elastomere Ringdichtung 18 besteht aus einem X-Ring oder ersatzweise aus einem durch eine Feder radial vorgespannten Nutring, der zwischen zwei Stützscheiben 21 angeordnet ist, welche gemeinsam in Verbindung mit einem Klemmring 22 das sog. Dichtungspaket im Pumpengehäuse 5 bildet.
In den 2–5 ist abweichend von der 1 der Dichtring 2 in einem im Pumpengehäuse 5 eingepressten Halter 6 fixiert. In der 2 bildet das vom Pumpenkolben 1 abgewandte Ende des hülsenförmigen Halters 6 gleichzeitig eine Aufnahme für einen Dichtsitz 10 für das Druckventil 7, der die Kontur einer Ringscheibe aufweist, die bevorzugt aus einem vorzugsweise mit Teflon™ beschichteten Werkstoff, oder einem zu Teflon™ gleichwertigen verschleißarmen Kunststoff hergestellt ist.
Gemäß der 2 ist in besonders kompakter Bauweise zwischen dem Dichtring 2 und dem Dichtsitz 10 ein topfförmiges, metallisches Filtersieb 11 eingespannt, der den Dichtsitz 10 zusätzlich aufgrund seiner hohen Festigkeit mechanisch stützt, sofern der Dichtsitz 10 aus einem Vollkunststoff hergestellt ist. Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach 1 ist weiterhin in der 2 das linke Führungsband 3 als kompaktes Ringteil unmittelbar im Halter 6 ausgebildet.
In Verbindung mit den bisher erläuterten baulichen Merkmalen sollen nunmehr die besonderen technischen Merkmale herausgestellt werden, die einen wesentlichen Beitrag zur Geräuschminderung der Kolbenpumpe leisten. Hierzu eignet sich erfindungsgemäß besonders eine örtlich begrenzte Querschnittsschwächung des Pumpenkolbens 1, die sich in einem Kolbenabschnitt befindet, der sich innerhalb des drucklosen Nachlaufraums 19 erstreckt.
In der Ausführungsform gemäß der 1 ist die abgebildete Querschnittsschwächung durch einen Stufenabschnitt 15 mit reduziertem Kolbendurchmesser hergestellt, an dessen Kolbenstufe 25 sich die Kolbenrückstellfeder 16 abstützt. Das von der Kolbenstufe 25 abgewandte Ende kontaktiert folglich die Scheibe 20. Diese örtlich vollzogene Reduzierung des Kolbendurchmessers stellt eine von mehreren Maßnahmen dar, um das Kolbengewicht und damit die dynamisch bewegte Kolbenmassen zum Zwecke der Geräuschminderung zu reduzieren.
Weitere massen- und damit geräuschmindernde Maßnahmen gehen aus den 3–5 hervor, wonach jeweils mindestens eine Quer- und/oder auch eine Längsbohrung 13, 14 zur Querschnittschwächung im Bereich des Nachlaufraums 19 in den Kolbenschaft eingebracht sind, wobei jeweils in einem Axialabstand zur Quer- und/oder auch zur Längsbohrung 13, 14 wenigstens die eingangs erwähnte weitere Querbohrung 26 in der Funktion einer Nachlaufbohrung für das Saugventil 4 den Pumpenkolben 1 durchdringt, die mit der das Saugventil 4 im Pumpenkolben 1 aufnehmenden Stufenbohrung 27 verbunden ist, die im Bereich des Förderraums 9 in das dem Druckventil 7 zugewandte Ende des Pumpenkolbens 1 in Längsrichtung einmündet.
Im Einzelnen zeigt hierzu die 3 zusätzlich zur weiteren, in der Funktion einer Nachlaufbohrung für das Druckmittel wirksamen Querbohrung 26 zwei kreuzweise den Kolbenschaft durchdringende Querbohrungen 13, die unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
In zwei weiteren baulichen Varianten nach den 4, 5 ist die Querschnittsschwächung jeweils als eine Längsbohrung 14 ausgeführt, die den Kolbenschaft beginnend im Bereich der weiteren Querbohrung 26 teilweise durchdringt, mit der Besonderheit, dass die Längsbohrung 14 mit der Querbohrung 13 baulich kombiniert ist, sodass die Längsbohrung 14 in die den Kolbenabschnitt durchdringende Querbohrung 13 einmündet.
Aus der 4 geht somit hervor, dass die Längsbohrung 14 zwischen der Querbohrung 13 und der weiteren Querbohrung 26 angeordnet ist, die in der Funktion der Nachlaufbohrung für das Saugventil 4 den Pumpenkolben 1 durchdringt, sodass die weitere Querbohrung 26 mit der das Saugventil 4 im Pumpenkolben 1 aufnehmenden Stufenbohrung 27 verbunden ist, die im Bereich des Förderraums 9 in Längsrichtung in das dem Druckventil 7 zugewandte Ende des Pumpenkolbens 1 einmündet.
Sowohl in der 4 als auch in der 5 ist die Längsbohrung 14 mit der Querbohrung 13 nahtlos verbunden, wobei die Längsbohrung 14 jeweils fluchtend zur Stufenbohrung 27 im Pumpenkolben 1 ausgerichtet ist, sodass die Längsbohrung 14 in einer einzigen Bohroperation gemeinsam mit der Stufenbohrung 27 hergestellt und quer zur Kolbenlängsachse die beiden Querbohrungen 13, 26 eingefügt werden können.
Die 5 zeigt gegenüber der 4 die Längsbohrung 13 um ein elastisch verformbares Element 28 ergänzt, das zur Geräuschabsorption überdies auch bei Wunsch oder Bedarf in die Querbohrung 13, 14 eingesetzt werden kann, welches aus einem Elastomere, insbesondere aus einem Kautschuk oder einem Silikon hergestellt ist.
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: Querbohrung
14: Längsbohrung
15: Stufenabschnitt
16: Kolbenrückstellfeder
17: Führungsband
18: Ringdichtung
19: Nachlaufraum
20: Scheibe
21: Stützscheibe
22: Klemmring
23: Druckfeder
24: Verschlussstopfen
25: Kolbenstufe
26: Querbohrung
27: Stufenbohrung
28: Element
29: Exzenterantrieb

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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 vorzugsweise 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, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (1) eine örtlich begrenzte Querschnittsschwächung aufweist, die sich in einem Kolbenabschnitt befindet, der sich innerhalb des Nachlaufraums (19) erstreckt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsschwächung als eine Querbohrung (13, 26) ausgeführt ist, die den Kolbenabschnitt durchdringt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsschwächung als eine Längsbohrung (14) ausgeführt ist, die den Kolbenabschnitt teilweise durchdringt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsschwächung durch die Kombination einer Quer- mit einer Längsbohrung (13, 14) gebildet ist, wobei die Längsbohrung (14) den Kolbenabschnitt teilweise und die Querbohrung (13, 26) den Kolbenabschnitt vollständig durchdringt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsschwächung durch einen Stufenabschnitt (15) mit reduziertem Kolbendurchmesser gebildet ist, an dessen Kolbenstufe (25) sich die Kolbenrückstellfeder (16) abstützt.
Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Axialabstand zur Querbohrung (13) wenigstens eine weitere Querbohrung (26) in der Funktion einer Nachlaufbohrung für das Saugventil (4) den Pumpenkolben (1) durchdringt, die mit einer das Saugventil (4) im Pumpenkolben (1) aufnehmenden Stufenbohrung (27) verbunden ist, die im Bereich des Förderraums (9) in Längsrichtung in das dem Druckventil (7) zugewandte Ende des Pumpenkolbens (1) einmündet.
Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (14) zwischen der Querbohrung (13) und einer weiteren Querbohrung (26) angeordnet ist, die in der Funktion einer Nachlaufbohrung für die zum Saugventil (4) strömende Flüssigkeit den Pumpenkolben (1) durchdringt, wobei die weitere Querbohrung (26) mit einer das Saugventil (4) im Pumpenkolben (1) aufnehmenden Stufenbohrung (27) verbunden ist, die im Bereich des Förderraums (9) in Längsrichtung in das dem Druckventil (7) zugewandte Ende des Pumpenkolbens (1) einmündet.
Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (14) mit der Querbohrung (13) verbunden ist, wobei die Längsbohrung (14) fluchtend zur Stufenbohrung (27) im Pumpenkolben (1) ausgerichtet ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Längs- und/oder Querbohrung (13, 14) ein elastisch verformbares Element (28) eingesetzt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element (28) aus einem Elastomer, insbesondere aus einem Kautschuk oder einem Silikon besteht.