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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Zylinders an einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage.
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Moderne Fahrzeugbremsanlagen weisen ein Hydroaggregat auf, das bei Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, dazu dient, an deren Bremssystem geregelte Bremsdrücke bereitzustellen. Zum Dosieren dieses Bremsdrucks weist das Hydroaggregat in der Regel eine Kolbenpumpe in Gestalt einer Axialkolbenpumpe auf, bei der ein Kolben in einem becherförmigen Zylinder verschiebbar ist. Der Zylinder befindet sich in einem Pumpengehäuse, das dort mit einem Pumpendeckel bzw. Gehäusedeckel verschlossen ist. Der Kolben wird an einem seiner Enden von einem Exzenter angetrieben und ragt mit seinem anderen Ende in den becherförmigen Zylinder. Im Inneren des becherförmigen Zylinders begrenzt der Kolben einen Druckraum, dessen Volumen beim Ein- und Ausfahren des Kolbens verkleinert bzw. vergrößert wird. Mit dem Verkleinern des Volumens wird Fluid, insbesondere Bremsflüssigkeit, mittels des Kolbens aus dem Druckraum ausgeschoben. Damit das Fluid ausgeschoben werden kann, ist an dem Zylinder ein Auslassventil angeordnet, das mit einem Ventilsitz, einem daran anlegbaren Schließkörper und einer Rückstellfeder gebildet ist. Die Rückstellfeder ist an dem Pumpendeckel abgestützt. Eine derartige Kolbenpumpe ist beispielsweise aus
DE 10 2005 017 131 A1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein Zylinder einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage geschaffen, der sich längs einer Zylinderachse erstreckt und der mit einem Zylinderboden gestaltet ist, an dem ein Ventilsitz eines Auslassventils angeordnet ist, das ferner einen Schließkörper und eine Rückstellfeder umfasst. Dabei ist ferner eine Schließkörperführung zum Führen des Schließkörpers in Axialrichtung des Zylinders vorgesehen, die einstückig mit dem Zylinderboden ausgebildet ist. Da die erfindungsgemäße Schließkörperführung einteilig bzw. einstückig mit dem zugehörigen, den Ventilsitz bildenden Bauteil gestaltet ist, ist ein Koaxialfehler zwischen der Achse des Ventilsitzes und der Achse des Schließkörpers vermieden, welcher sich bei herkömmlichen Zylindern von Kolbenpumpen ergeben kann. Der erfindungsgemäße Schließkörper kann mit der derartigen Ausbildung einer Schließkörperführung bei seiner Schließ- und Öffnungsbewegung sehr lagegenau geführt werden und sehr gut in bzw. an den Ventilsitz finden. Dies führt zu einem sehr guten NVH-Verhalten des Auslassventils. NVH bedeutet „Noise, Vibration, Harshness“ und steht synonym für unangenehme Geräusche oder Vibrationen im zugehörigen Kraftfahrzeug. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Auslassventil eine besonders gute Druckaufbaudynamik auf und ist noch dazu vergleichsweise kostengünstig, weil die Schließkörperführung gemäß der Erfindung weitgehend kostenneutral an dem Zylinderboden integriert werden kann.
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Hinsichtlich seiner geometrischen Gestaltung ist die erfindungsgemäße Schließkörperführung vorzugsweise von dem Zylinderboden abstehend gestaltet. Der Zylinderboden kann damit vergleichsweise dünn und leicht gestaltet sein.
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Vorzugsweise ist ferner die Schließkörperführung mit einer sich in Axialrichtung erstreckenden, hohlzylindrischen Hülse gestaltet. Die Hülse bildet eine weitgehend vollumfängliche Führung für den dabei insbesondere bevorzugt kugelförmigen Schließkörper.
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Gemäß der Erfindung ist ferner ein Zylinder einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage, insbesondere der oben genannten erfindungsgemäßen Art, geschaffen, der sich ebenfalls längs einer Zylinderachse erstreckt und mit einem Zylinderboden gestaltet ist, an dem ein Ventilsitz eines Auslassventils angeordnet ist, das ferner einen Schließkörper und eine Rückstellfeder umfasst. Bei diesem erfindungsgemäßen Zylinder ist eine Rückstellfederabstützung zum Abstützen der Rückstellfeder in Axialrichtung des Zylinders vorgesehen, die einstückig mit dem Zylinderboden ausgebildet ist. Mit einer derartigen Rückstellfederabstützung ist ebenfalls eine besonders präzise Positionierung des Schließkörpers an dem zugehörigen Ventilsitz möglich. Dies ergibt sich dadurch, dass mit der dann relativ zum Ventilsitz lagegenauer positionierten und geführten Rückstellfeder auch der von dieser Rückstellfeder rückgestellte Schließkörper präziser bewegt wird. Es ergeben sich damit für die Paarung Schließkörper/Ventilsitz die gleichen Vorteile, wie oben erläutert.
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Die Rückstellfederabstützung ist ebenfalls vorzugsweise mit einer sich in Axialrichtung erstreckenden hohlzylindrischen Hülse gestaltet. Dabei ist die Hülse bevorzugt mit mindestens einer radial gerichteten Abströmöffnung ausgebildet. Durch die Abströmöffnung kann das durch die Öffnung des Ventilsitzes abströmende Fluid in vorteilhafter Weise am Schließkörper vorbei in eine Ableitung geführt werden.
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Die derartige erfindungsgemäße Hülse am Zylinderboden einer Kolbenpumpe ist vorzugsweise mit einem sich radial erstreckenden Verschlussdeckel versehen. Der Verschlussdeckel dient als Abstützung vor die Rückstellfeder in axialer Richtung. Darüber hinaus kann mit dem Verschlussdeckel in der Hülse ein weitgehend geschlossener Raum in Strömungsrichtung des durch die Öffnung des Ventilsitzes austretenden Fluids gebildet werden. Dieser Raum kann als Dämpferkammer für die Bewegung des Schließkörpers genutzt werden. Dazu kann insbesondere der Verschlussdeckel mit entsprechender Nachgiebigkeit bzw. Flexibilität gestaltet sein. Damit kann er als Dämpfer in Axialrichtung zumindest geringfügig aus seiner ansonsten weitgehend ebenen Erstreckung ausgelenkt werden.
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Alternativ kann bei dem erfindungsgemäßen Zylinder die Rückstellfederabstützung mit mindestens zwei sich in Axialrichtung erstreckenden Rasthaken gestaltet sein. Vorzugsweise sind für eine statische Bestimmtheit der Anordnung aus Rückstellfeder und Schließkörper genau drei derartige Rasthaken vorgesehen. In solche Rasthaken können die Bauteile Schließkörper und Rückstellfeder besonders einfach durch Einrasten in Axialrichtung montiert werden. Nach der Montage sind die Bauteile Schließkörper und Rückstellfeder unverlierbar am Zylinderboden gesichert. Dadurch können weitere Montageschritte zusätzlich vereinfacht werden. Zugleich ist währen des Betriebs der zugehörigen Kolbenpumpe eine präzise Führung des Schließkörpers am Ventilsitz gewährleistet.
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Die Erfindung ist ferner speziell auf eine Verwendung eines derartigen Zylinders an einer Kolbenpumpe einer Fahrzeugbremsanlage gerichtet.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage gemäß dem Stand der Technik mit einem zugehörigen Zylinder,
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2 eine vergrößerte Ansicht des Details II gemäß 1,
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3 die Ansicht gemäß 2 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zylinders mit zugehörigem Auslassventil und
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4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zylinders.
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In 1 ist eine Kolbenpumpe 10 veranschaulicht, die einen becherförmigen Zylinder 12 umfasst, dessen Zylinderwand 14 sich längs einer Zylinderachse 16 erstreckt. An der offenen Stirnseite der Zylinderwand 14 befindet sich eine Filterhülse 18 und an diese anschließend ein Niederdruckdichtring 20 sowie ein Stützring 22.
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In dem Niederdruckdichtring 20 ist eine Kolbenstange 24 eines Kolbens geführt, zu dem ferner ein sich an die Kolbenstange 24 in Axialrichtung anschließendes Ventilsitzteil 26 gehört. In dem Ventilsitzteil 26 sind drei Einlassöffnungen 28 ausgebildet, zum Zuleiten von Bremsfluid nach radial innen zu einem Ventilsitz 30 eines Einlassventils 32. Zu dem Einlassventil 32 gehören ferner ein Ventilkäfig 34 sowie eine darin gehalterte, schraubenförmige Rückstellfeder 36 und ein kugelförmiger Schließkörper 38. Der Ventilkäfig 34 ist einstückig mit einem Hochdruckdichtring 40 ausgebildet, der an der Innenseite der Zylinderwand 14 abdichtet und damit in dem Zylinder 12 einen Zylinderraum 42 als Druckraum für das zu fördernde Fluid abgrenzt.
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Im kreisförmigen Zylinderboden 44 des Zylinders 12 befindet sich mittig ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 46 eines Auslassventils 48, dessen kreisrunde Ventilsitzöffnung 50 mit einem kugelförmigen Schließkörper 52 verschließbar ist. Der Schließkörper 52 wird dabei mittels einer schraubenförmigen Rückstellfeder 54 gegen den Ventilsitz 46 gedrängt, die sich an einem Pumpendeckel 56 abstützt.
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In dem Pumpendeckel 56 sind als Auslass 58 Kanäle zum Abführen von Bremsfluid aus dem Zylinderraum 42 unter Druck ausgebildet. Der Druckaufbau erfolgt mittels des aus der Kolbenstange 24, dem Ventilsitzteil 26 und dem Hochdruckdichtring 40 gebildeten Kolbens, wobei dieser Kolbenbewegung mittels einer sich im Zylinderraum 42 befindenden Rückstellfeder 60 zum Zurückstellen des Kolbens entgegengewirkt wird.
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Mit dem Pumpendeckel 56 ist der Zylinder 12 und mit ihm die Filterhülse 18 sowie der Niederdruckdichtring 20 und der Stützring 22 in einer gestuften Bohrung 62 eines blockförmigen Pumpengehäuses 64 zurückgehalten. Ferner ist das Pumpengehäuse 64 mit dem Pumpendeckel 56 fluiddicht verschlossen. Bei der derartigen Anordnung eines Zylinders 12 und eines Pumpendeckels 56 an der gestuften Bohrung 62 kommt es zu einem axialen Versatz bzw. einem Koaxialfehler zwischen der Achse des Zylinders 12 und der Achse des Pumpendeckels 56. Mit diesem Koaxialfehler bzw. dieser koaxialen Abweichung ergibt sich auch ein entsprechender Versatz zwischen der an dem Pumpendeckel 56 abgestützten Rückstellfeder 54 und dem am Zylinderboden 44 und damit am Zylinder 12 ausgebildeten Ventilsitz 46 des Auslassventils 48.
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In 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele einer hohlzylindrischen Hülse 66 veranschaulicht, die am Zylinderboden 44 des Zylinders 12 an dessen vom Zylinderraum 42 abgewandten Stirnfläche 68 in Richtung der Zylinderachse 16 absteht. Die Hülse 66 ist hohlzylindrisch gestaltet und wirkt an ihrer im Wesentlichen kreiszylindrischen Innenseite 70 als eine Schließkörperführung. Diese Innenseite 70 bzw. innere Wandfläche der Hülse 66 kann wie dargestellt vollkommen glatt gestaltet sein oder alternativ insbesondere längsgerichtete Führungsstege aufweisen, an denen der kugelförmige Schließkörper 52 entlanggleiten kann.
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Die Hülse 66 gemäß 3 weist am Übergang vom Zylinderboden 44 außen eine Formschräge 72 auf, mittels der die Hülse 66 zusätzlich gestützt ist. Die in 4 veranschaulichte Hülse 66 steht von der Stirnfläche 68 hingegen stufenförmig bzw. rechtwinklig ab.
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Ferner ist an der Hülse 66 gemäß 3 deren vom Zylinderboden 44 abgewandter Endbereich 74 als eine Rückstellfederabstützung ausgebildet, mittels der die Rückstellfeder 54 präzise koaxial zum Ventilsitz 46 platziert und abgestützt ist.
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An dem Endbereich 74 ist dabei die Hülse 66 mittels eines sich radial erstreckenden Verschlussdeckels 77 verschlossen, der dort am Endbereich 74 innen in die Hülse 66 eingepresst ist und ebenfalls einen Bestandteil der Rückstellfederabstützung bildet.
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Zum Abführen von durch das Auslassventil 48 ausströmendem Bremsfluid aus dem Inneren der Hülse 66 nach radial außen ist unmittelbar an den Zylinderboden 44 angrenzend eine Abströmöffnung 78 vorgesehen. Diese Abströmöffnung 78 durchsetzt die Wandung der Hülse 66 und gemäß 3 insbesondere auch die dortige Formschräge 72 vollständig in radialer Richtung.
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Bei einem nicht dargestellten Beispiel eines erfindungsgemäßen Zylinders ist die Rückstellfederabstützung mit drei sich in Axialrichtung erstreckenden Rasthaken gestaltet, welche am Umfang der Ventilsitzöffnung 50 um diese herum in gleichmäßigen Abständen von je 120° verteilt angeordnet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005017131 A1 [0002]
