DE102013205075A1 - Kolbenpumpe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (7), das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen abschnittsweise geführten Pumpenkolben (6), eine Kolbenrückstellfeder (19) sowie ein Saug- und Druckventil (20, 21) aufweist, mit einem den Pumpenkolben (6) saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum (12) für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben (6) druckseitig begrenzenden Förderraum (18), sowie mit einem elastischen Dichtring (1) zur Abdichtung des Pumpenkolbens (6) in Richtung eines Pumpenantriebsraums (13). Zur Verhinderung einer Leckage in Richtung des Pumpenantriebsraums (13) ist der elastische Dichtring (1) mit einer Nut (3) versehen, in der ein den Dichtring (1) auf den Pumpenkolben (6) anpressende Feder (2) eingesetzt ist, wobei zur Montagevereinfachung die radiale Aufweitung des Dichtrings (1) in Richtung des Pumpengehäuses (7) durch geeignete konstruktive Maßnahmen kleiner als in Richtung des Pumpenkolbens (6) ausgeführt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus
DE 10 2010 028 539 A1 ist bereits eine derartige Kolbenpumpe bekannt, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen 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. Zur Abdichtung des Pumpenkolbens auf der Niederdruckseite ist zwischen einer Buchse und einer Stufenbohrung ein elastischer Dichtring unter axialer Vorspannung angeordnet, sodass eine durch die Gleitbewegung des Pumpenkolbens initiierte Axialbewegung des Dichtrings sicher ausgeschlossen werden kann, um einen erhöhten Verschleiß des Dichtrings zu verhindern. Zwischen der Buchse und dem Dichtring befindet sich ferner ein Stützring sowie am Ende des Pumpengehäuses ein Führungsband für den Pumpenkolben, dem ein weiterer Stützring vorgeordnet ist, sodass der Dichtring beidseitig von Stützringen flankiert ist. Es befinden sich folglich im Bereich des Dichtrings die durch eine Feder beaufschlagte Buchse, weiterhin die beiden Stützringe als auch das Führungsband, wodurch sich ein erheblicher Teileaufwand ergibt, der überdies die Baulänge der Pumpe vergrößert und keine optimale dauerhafte Abdichtung des Pumpenkolbens gewährleistet. - Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenpumpe der angegebenen Art derart zu verbessern, dass weniger, möglichst kompakte Bauteile benötigt werden, und dass gleichzeitig eine verbesserte Abdichtung des Pumpenkolbens in Verbindung mit einer guten Montierbarkeit der Abdichtung gewährleistet wird.
- 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 eines Ausführungsbeispiels anhand von zwei Zeichnungen hervor.
- Es zeigen:
-
1 im Längsschnitt die wesentlichen Elemente einer Kolbenpumpe, mit einem in das Pumpengehäuse eingepressten Führungsband und einem davor im Pumpengehäuse fixierten Dichtring, der mittels einer Distanzhülse in einem Abstand zum Führungsband im Pumpengehäuse fixiert ist, -
2 abweichend von1 der auf dem Pumpenkolben vormontierte Dichtring während eines mit Hilfe der Distanzhülse vollzogenen Einpressvorgangs. - Die
1 zeigt eine abschnittsweise Darstellung eine Kolbenpumpe in einem Längsschnitt, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung zum Einsatz gelangt. Das Pumpengehäuse7 der Kolbenpumpe ist teilweise abgebildet und weist mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile auf, wie ein in einem ringförmigen Führungsband8 geführtes Ende eines Pumpenkolbens6 , entfernt zum Führungsband8 einen als Nachlaufraum12 für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum sowie einen an der Mantelfläche des Pumpenkolbens6 anliegenden elastischen Dichtring1 zur leckagefreien Abdichtung des Kolbenendes in Richtung eines Pumpenantriebsraums13 , der als Antrieb für den im Bereich des Förderraums18 in einer Laufbuchse16 geführten Pumpenkolben6 beispielhaft einen Exzenter mit einem Exzenterlager aufnimmt. Der links des Pumpenkolbens6 dargestellte Bereich umfasst im Wesentlichen den Förderraum18 , eine Kolbenrückstellfeder19 und ein federbelastetes Druckventil21 , das in einem das Pumpengehäuse7 verschließenden Stopfen aufgenommen ist. Innerhalb des Pumpenkolbens6 befindet sich ein federbelastetes Saugventil20 , das in seiner Grundstellung den Förderraum18 vom Nachlaufraum12 trennt. - Damit während des Pumpenlaufs eine möglichst gleichbleibende, leckagefreie Abdichtung des Pumpenkolbens
6 in Richtung des Pumpenantriebsraums13 zustande kommt, sieht die Erfindung vor, dass der elastische Dichtring1 mit einer axial gerichteten, ringförmig umlaufenden Nut3 (sog. Ringnut) versehen ist, die somit seitlich eingesetzt eine Feder2 aufnimmt, welche die Dichtlippe5 des Dichtrings1 auf den Pumpenkolben6 anpresst. Zur Erzeugung einer hinreichend großen Dichtkraft des Dichtrings1 auf die Mantelfläche des Pumpenkolbens6 ist die Feder2 als eine eine Radialkraft erzeugendes Metallfeder ausgeführt. Der Dichtring1 weist somit zwischen seinem Innen- und Außenumfang die Nut3 auf, in der die den Dichtring1 radial in Richtung des Pumpenkolbens6 als auch radial in Richtung des Pumpengehäuses7 aufweitende Feder2 eingesetzt ist, wobei besonders vorteilhaft für eine einfache, kraft- und aufwandsreduzierte Montage des Dichtrings1 die radiale Aufweitung des Dichtrings1 in Richtung des Pumpengehäuses7 kleiner als in Richtung des Pumpenkolbens6 ist. Dies lässt sich besonders zweckmäßig durch eine geeignete konstruktive Verstärkung am Außenumfang des Dichtrings1 im Sinne einer Versteifung realisieren. Wie aus1 ersichtlich ist, weist hierzu in der einfachsten Ausführung der Dichtring1 am Außenumfang eine gegenüber dem Innenumfang größere Wandstärke auf, die so zu einer gegenüber dem Innenumfang geringeren radialen Aufweitung des Dichtrings1 am Außenumfang führt. Diese verringerte Aufweitung ist gerade so groß wie zur Montage, Fixierung und statischen Abdichtung des Dichtrings1 im Pumpengehäuse erforderlich ist. - Alternativ ist es denkbar, die Feder
2 hinsichtlich ihrer Kraftwirkung so auszulegen, dass am Außenumfang eine nur geringe Federwirkung entsteht, sodass die Aufweitung an einem konventionellen Dichtelement1 mit nicht verstärktem Außenumfang geringer ist als die Wirkung der Feder2 auf den Innenumfang. - In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der Dichtring
1 zur mechanischen Verstärkung des Außenumfangs von einem steifen Außenring4 radial umschlossen, dessen radiale Aufweitung somit unter der Wirkung der Feder2 in der Nut3 kleiner als die radiale Aufweitung des mit einer Dichtlippe5 versehenen Innenumfangs ist, sodass der Dichtring1 mit geringer Montagekraft im Pumpengehäuse7 fixiert werden kann. Ferner geht aus der1 hervor, dass der Außenring4 versetzt zu der am Innenumfang des Dichtrings1 vorgesehenen Dichtlippe5 einen axialen Vorsprung9 aufweist, der zur Justierung in einer mehrfach im Pumpengehäuse7 abgesetzten Stufenbohrung10 von einer Distanzhülse11 beaufschlagt wird, die zwischen der Stufenbohrung10 und einer Laufbuchse16 angeordnet ist, die den Pumpenkolben6 abschnittsweise führt. An einer vom Vorsprung9 abgewandten, rechten Stirnfläche des Dichtrings1 ist am Außenring4 eine sich abschnittsweise in Richtung auf den Pumpenkolben6 radial nach innen erstreckende Schulter14 ausgebildet, die durch einen Ringraum15 von dem im Pumpengehäuse7 eingesetzten Führungsband8 axial beabstandet ist. Das ringförmige Führungsband8 ist am Ende des dem Pumpenantriebsraum13 zugewandten Abschnitts der Stufenbohrung10 angeordnet, wodurch sich eine verschleißarme Führung des Pumpenkolbens6 in Richtung auf den im Pumpenantriebsraum13 angeordneten Exzenterantrieb ergibt. Zur Schmierung des Pumpenkolbens6 ist bei Wunsch oder Bedarf der zwischen dem Dichtring1 und dem Führungsband8 vorgesehene Ringraum15 mit einem Schmiermittel, vorzugsweise Schmierfett befüllt, sodass ein Trockenlauf des Pumpenkolbens6 an seinem dem Exzenterantrieb zugewandten Kolbenende sicher vermieden wird. - Infolge der Konstruktion des Dichtrings
1 als ein durch die Feder2 in seiner Dichtwirkung optimierter Nutring, dessen Nut3 als seitlich in den Dichtring1 einmündende sowie über die Seitenfläche des Dichtrings1 umlaufende Ringnut ausgeführt ist, deren Nutöffnung vom Führungsband8 abgewandt ist, kann jede Form von Leckage aus dem Nachlaufraum12 über die Dichtlippe5 in den Ringraum15 ausgeschlossen werden, sodass bei Verzicht auf geeignetes Schmiermittel im Ringraum15 ein Trockenlauf im hinteren Endbereich des Pumpenkolbens6 auftreten kann und dem begegnet werden muss, wenn der elastische Dichtring1 nicht aus einem Werkstoff mit hinreichend guten Trockenlaufeigenschaften hergestellt ist, weshalb bei Schmiermittelverzicht ein Werkstoff aus Polytetrafluorethylen (PTFE) zu bevorzugen ist. - Die
2 zeigt abweichend von1 den in einer Laufbuchse16 aufgenommen Pumpenkolben6 während der Montage der Pumpenpatrone im Pumpengehäuse7 , wozu der das Druckventil21 aufnehmende Stopfen die Laufbuchse16 in Richtung auf den Pumpenantriebsraum13 verschiebt, während sich der Pumpenkolben6 am Exzenterantrieb abstützt. Der Dichtring1 ist am Kolbenende vormontiert, sodass der Pumpenkolben6 mit dem Dichtring1 eine eigenständig handhabbare Baugruppe bildet, die gemeinsam mit der sich abschnittsweise über die Laufbuchse16 erstreckenden Distanzhülse11 in die Stufenbohrung10 des Pumpengehäuses7 eingeschoben ist. - Die Distanzhülse
11 liegt in der Funktion eines Montagewerkzeugs mit ihrem von der Laufbuchse16 abgewandten Ende am Dichtring1 an, sodass der Dichtring1 in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung der Distanzhülse11 innerhalb des Pumpengehäuses7 über eine Fase17 mit geringem Kraftaufwand in den im Durchmesser verkleinerten Abschnitt der Stufenbohrung10 eingepresst und endfixiert ist. Die Distanzhülse11 ist bevorzugt form- und/oder kraftschlüssig mit der Laufbuchse16 verbunden, sodass mit dem Einschub der Laufbuchse16 in die Stufenbohrung10 auch die Distanzhülse11 in Richtung auf den Dichtring1 verschoben wird. - Vor dem Einsetzen der zuvor in Verbindung mit der Distanzhülse
11 beschriebenen Baugruppe in das Pumpengehäuse7 ist in das Ende der Stufenbohrung10 das Führungsband8 einzufügen, sodass die Baugruppe beim Einsetzen in das Pumpengehäuse7 gemäß der2 in der Stufenbohrung10 präzise zentriert wird, sobald der Pumpenkolben6 mit seinem Kolbenende im Führungsband8 aufgenommen ist. Der am Pumpenkolben6 vormontierte Dichtring1 ist somit zentrisch zur Fase17 ausgerichtet, sodass unter der Vorschubbewegung der in der Stufenbohrung10 zentrierten Distanzhülse11 der Dichtring1 leichtgängig in den verkleinerten Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung10 rutscht. - Abbildungsgemäß weist somit die Stufenbohrung
10 einen für die Aufnahme der Distanzhülse11 und der Laufbuchse16 vorgesehenen ersten Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser auf als auch einen für die Aufnahme des Führungsbands8 und des Dichtrings1 vorgesehenen zweiten Bohrungsabschnitt mit kleinerem Durchmesser auf, wobei die Fase17 zur vereinfachten Zuführung und Montage des Führungsbands8 und des Dichtrings1 den Übergang zwischen dem ersten und zweiten Bohrungsabschnitt herstellt. - Zusammenfassend ergibt sich somit auf der dem Kolbenantriebsraum
13 zugewandten Niederdruckseite des Pumpenkolbens6 eine besonders einfache, funktionssichere Kolbenführung sowie Kolbenabdichtung, die durch die beschriebene Ausbildung und Anordnung des Dichtrings1 und des Führungsbands8 folgende Vorteile aufweist: - – längere leckagefreie Pumpenlaufzeiten,
- – bessere Dichtwirkung des Dichtrings
1 in allen Temperaturbereichen, - – drastische Bauteilreduzierung,
- – einfachere und kostengünstigere Bauteilmontage,
- – kleinere axiale Toleranz des Einbauraums des Dichtelements
1 aufgrund der reduzierten Bauteilanzahl (wichtig für die Reduzierung des Pumpenverschleißes und die Verbesserung des Pumpenwirkungsgrades). - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Dichtring
- 2
- Feder
- 3
- Nut
- 4
- Außenring
- 5
- Dichtlippe
- 6
- Pumpenkolben
- 7
- Pumpengehäuse
- 8
- Führungsband
- 9
- Vorsprung
- 10
- Stufenbohrung
- 11
- Distanzhülse
- 12
- Nachlaufraum
- 13
- Pumpenantriebsraum
- 14
- Schulter
- 15
- Ringraum
- 16
- Laufbuchse
- 17
- Fase
- 18
- Förderraum
- 19
- Kolbenrückstellfeder
- 20
- Saugventil
- 21
- Druckventil
- 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 102010028539 A1 [0002]
Claims (12)
- Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen Pumpenkolben, der in einem Führungsband abschnittsweiseaufgenommen ist, welches in das Pumpengehäuse eingepresst ist, einen den Pumpenkolben saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben druckseitig begrenzenden Förderraum, sowie mit einem zwischen dem Nachlaufraum und dem Führungsband in einer Stufenbohrung des Pumpengehäuses angeordneten elastischen Dichtring zur leckagefreien Abdichtung des Pumpenkolbens in Richtung eines im Pumpengehäuse ausgebildeten Pumpenantriebsraums, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (
1 ) zwischen seinem Innen- und Außenumfang mit einer Nut (3 ) versehen ist, in der eine den Dichtring (1 ) radial in Richtung des Pumpenkolbens (6 ) als auch radial in Richtung des Pumpengehäuses (7 ) aufweitende Feder (2 ) eingesetzt ist, wobei die radiale Aufweitung des Dichtrings (1 ) in Richtung des Pumpengehäuses (7 ) kleiner als in Richtung des Pumpenkolbens (6 ) ausgeführt ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (
1 ) am Außenumfang eine Verstärkung aufweist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (
1 ) am Außenumfang eine gegenüber dem Innenumfang größere Wandstärke aufweist, die zu einer gegenüber dem Innenumfang geringeren radialen Aufweitung des Dichtrings (1 ) am Außenumfang führt. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (
1 ) zur mechanischen Verstärkung des Außenumfangs von einem steifen Außenring (4 ) radial umschlossen ist, dessen radiale Aufweitung unter der Wirkung der Feder (2 ) kleiner als die radiale Aufweitung des Innenumfangs ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (
4 ) versetzt zu einer am Innenumfang des Dichtrings (1 ) vorgesehenen Dichtlippe (5 ) einen axialen Vorsprung (9 ) aufweist, der von einer im Pumpengehäuse (7 ) eingesetzten Distanzhülse (11 ) beaufschlagt ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer vom Vorsprung (
9 ) abgewandten Stirnfläche des Dichtrings (1 ) eine sich abschnittsweise in Richtung des Pumpenkolbens (6 ) erstreckende Schulter (14 ) ausgebildet ist, die durch einen Ringraum (15 ) von einem im Pumpengehäuse (7 ) eingesetzten Führungsband (8 ) axial beabstandet ist, das am Ende des dem Pumpenantriebsraum (13 ) zugewandten Pumpengehäuse (7 ) angeordnet ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierung des Pumpenkolbens (
6 ) der zwischen dem Dichtring (1 ) und dem Führungsband (8 ) vorgesehene Ringraum (15 ) mit einem Schmiermittel, vorzugsweise Schmierfett versehen ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (
3 ) als seitlich in den Dichtring (1 ) einmündende sowie über die Seitenfläche des Dichtrings (1 ) umlaufende Ringnut ausgeführt ist, deren Nutöffnung vom Führungsband (8 ) abgewandt ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (
6 ) abschnittsweise in einer Laufbuchse (16 ) aufgenommen ist, an dessen aus der Laufbuchse (16 ) hervorstehendem Kolbenende der Dichtring (1 ) vormontiert ist, sodass eine eigenständig handhabbare Baugruppe gebildet ist, die gemeinsam mit einer sich abschnittsweise über die Laufbuchse (16 ) erstreckenden Distanzhülse (11 ) in die Stufenbohrung des Pumpengehäuses (7 ) eingesetzt ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (
11 ) mit ihrem an der Laufbuchse (16 ) überstehenden Ende am Dichtring (1 ) anliegt, sodass der Dichtring (1 ) in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung der Distanzhülse (11 ) innerhalb des Pumpengehäuses (7 ) in der Stufenbohrung (10 ) eingepresst und endfixiert ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen der Baugruppe mit der Distanzhülse (
11 ) in das Pumpengehäuse (7 ) ein Führungsband (8 ) in das Ende der Stufenbohrung (10 ) eingefügt ist, wodurch die Baugruppe beim Einsetzen in das Pumpengehäuse (7 ) mit der Aufnahme des Pumpenkolbenendes im Führungsband (8 ) in der Stufenbohrung (10 ) zentriert ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stufenbohrung (
10 ) zwischen einem für die Distanzhülse (11 ) vorgesehenen ersten Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser und einem für die Aufnahme des Führungsbands (8 ) und des Dichtrings (1 ) vorgesehenen zweiten Bohrungsabschnitt mit kleinerem Durchmesser eine Fase (17 ) vorgesehen ist, wobei mittels der Fase (17 ) im zweiten Bohrungsabschnitt eine vereinfachte Zuführung und Montage des Führungsbands (8 ) und des Dichtrings (1 ) gewährleistet ist.
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