DE102013225222A1

DE102013225222A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE102013225222A1
Application number: DE102013225222.6A
Authority: DE
Inventors: René Lenz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, mit mehreren, die Funktion der Pumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen axial beweglich in einem Arbeitsraum (11) angeordneten Pumpenkolben (19), sowie mit einem Saugventil (8) und einem Druckventil (9), die als Rückschlagventile konzipiert sind, wobei das Saugventil (8) mit dem Druckventil (9) außerhalb des Arbeitsraums (11) zu einer eigenständig handhabbaren, funktionsfähig vorprüfbaren Ventilbaugruppe (10) zusammengefasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 10 2010 001 237 A1 ist bereits eine Pumpe bekannt, mit mehreren, die Funktion der Pumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen axial beweglich in einem Arbeitsraum angeordneten Pumpenkolben, eine Kolbenrückstellfeder, einen vom Arbeitsraum abgewandten Pumpenantrieb, sowie mit einem unmittelbar im Pumpenkolben integrierten Saugventil und mit einem im Arbeitsraum angeordneten Druckventil, die als Rückschlagventile konzipiert sind. Durch die Integration des Saug- als auch des Druckventils in der Pumpe ergibt sich zum Anschluss der Pumpe an die Peripherie (u.a. an die Druckmittelquelle und den Druckmittelverbraucher) zwangsläufig ein festgelegtes Anschlussbild für den hierfür erforderlichen Saug- und Druckkanal. Weiterhin führt die Integration des Saug- und Druckventils in der Pumpe zu einer verhältnismäßig komplexen Bauweise, die in der Regel auch keine Miniaturisierung der Pumpe erlaubt.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe der angegebenen Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen Mitteln derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Pumpe der angegebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand eines hydraulischen Schaltplans, der zum Anschluss an eine Pumpe eine zu einer Ventilbaugruppe zusammengefasstes Saug- und Druckventilanordnung vorsieht, die saugseitig mit einem Niederdruckspeicher verbunden ist,
2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand eines hydraulischen Schaltplans, der einen Anschluss des Niederdruckspeichers zwischen dem Saug- und Druckventil vorsieht,
3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung anhand eines hydraulischen Schaltplans, der eine im Saugventil integrierte Druckrückhaltefunktion vorsieht,
4 einen Längsschnitt durch die konstruktiv ausgeführte Ventilbaugruppe.
Bei näherer Betrachtung der einzelnen Ausführungsbeispiele zeigt zunächst die 1 in schematischer Darstellung den hydraulischen Gesamtschaltplan für eine Pumpe, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlagen zum Einsatz gelangt, mit mehreren, die Funktion der Pumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen axial beweglich in einem Arbeitsraum 11 angeordneten Pumpenkolben 19 und einer im Arbeitsraum 11 auf den Pumpenkolben 19 einwirkenden Kolbenrückstellfeder, sowie mit einem Saugventil 8 und einem Druckventil 9, die als Rückschlagventile konzipiert sind, mit der Besonderheit, dass das Saugventil 8 mit dem Druckventil 9 zu einer eigenständig handhabbaren, vorzugsweise funktionsfähig vorprüfbaren Ventilbaugruppe 10 zusammengefasst ist, um losgelöst von der Anordnung und konstruktiven Ausführung der Pumpe außerhalb der Pumpe eine bedarfs- und funktionsgerechte, individuelle Anordnung des Saug- und Druckventils 8, 9 zu ermöglichen.
Wie weiterhin aus der 1 hervor geht, ist innerhalb der abschnittsweise dargestellten Bremsanlage zwischen einem das Saug- mit dem Druckventil 8, 9 verbindenden Druckmittelpfad 13 zur flexiblen Anordnung und hydraulischen Verknüpfung der Ventilbaugruppe 10 in einem Gehäuse des Bremsanlage (siehe Ventilaufnahme 7 in 4) ein hydraulischer Abzweig 14 vorgesehen, der die Ventilbaugruppe 10 mit dem Arbeitsraum 11 verbindet. Stromaufwärts zum Saugventil 8 ist ein Saugpfad 15 an der Ventilbaugruppe 10 angeschlossen, der mit einem elektrischen Umschaltventil 16 in hydraulischer Verbindung steht, das in der geöffneten Stellung eine Verbindung zu einer Druckmittelquelle herstellt, die einem für die Bremsanlage erforderlichen Niederdruckspeicher 20 entspricht. Ferner ist zwischen dem elektrischen Umschaltventil 16 und der Ventilbaugruppe 10 ein weiterer hydraulischer Abzweig 17 vorgesehen, der zur Weiterleitung des in einem Ringraum 18 der Pumpe befindlichen Fluids zur Ventilbaugruppe 10 vorgesehen ist. Der Ringraum 18 befindet sich unmittelbar auf der vom Arbeitsraum 11 abgewandten Kolbenseite des Pumpenkolbens 19, wobei der zur Ventilbaugruppe 10 führende Saugpfad 15 über den weiteren Abzweig 17 an dem Ringraum 18 als auch an dem mit einem Druckvorhalteventil 22 versehenen Niederdruckspeicher 20 angeschlossen ist, der in vorliegendem Anwendungsfall die von einer Radbremse abgelassene Bremsflüssigkeit zwischenspeichert.
Alternativ zur Schaltungsanordnung nach 1 ist gemäß der 2 der Niederdruckspeicher 20 zwischen einem das Saug- mit dem Druckventil 8, 9 verbindenden Druckmittelpfad 21 an die Ventilbaugruppe 10 angeschlossen, um unter Umgehung des Saugventils 8 über den Anschluss 14 einen direkte Verbindung zur Arbeitskammer 11 zu ermöglichen. Das hat den Vorteil, dass der Niederdruckspeicher 20 einen geringeren Druck benötigt, wenn er sich nach dem Beenden einer ABS-Bremsung, ohne Zutun der Pumpe, selbsttätig Richtung des stromabwärts angeschlossenen Hauptbremszylinders entleeren soll. Hierdurch kann der Niederdruckspeicher 20 mit einer schwächeren und somit kleineren auf den Niederdruckspeicherkolben einwirkenden Feder ausgerüstet werden, was die Größe der Anlage verringert. Ein geringerer Druck im Niederdruckspeicher 20 ist außerdem vorteilhaft für eine ABS-Regelung auf extrem glatten Fahrbahnen. Ferner ist in die hydraulische Verbindung des Niederdruckspeichers 20 mit dem Druckmittelpfad 21 ist ein in Richtung des Niederdruckspeichers 20 sperrendes Druckrückhalteventil 22 eingesetzt, sodass in einem autonomen Betrieb der Bremsanlage, beispielsweise zur Fahrdynamikregelung, ein Ansaugen der Pumpe aus dem Niederdruckspeicher 20 vermieden wird. Alle in der 2 abgebildeten weiteren Einzelheiten sind bereits der Beschreibung zu 1 zu entnehmen.
Weiterhin wird in der 3 vorgeschlagen, abweichend von 1 und 2 die Funktion des als Rückschlagventil konzipierten Druckrückhalteventils unmittelbar durch das Saugventil 8, 9 zu realisieren. Da wie in den vorangegangenen Schaltplänen prinzipiell die Pumpe als Stufenkolbenpumpe ausgeführt werden kann, ist auch hier der an die Rückseite des Pumpenkolbens direkt angeschlossene, strichlinierte Abzweig 17 mit an den Saugpfad 15 angeschlossen. Falls sich bei entleertem Niederdruckspeicher 20 in der Pumpe unter Umständen Schaum bildet, kann hierdurch die Rückbildung des Schaumes bei erneuter Fluidzufuhr beschleunigt werden. Alle in der 3 abgebildeten weiteren Einzelheiten sind bereits der Beschreibung zu 1 zu entnehmen.
Anhand der 4 soll nachfolgend der konstruktive Aufbau der in Patronenbauweise ausgeführten Ventilbaugruppe 10 erläutert werden, wobei die Ventilbaugruppe 10 getrennt von der Pumpe und somit außerhalb des Arbeitsraums 11 in einem blockförmigen Zentralgehäuse 7 der Bremsanlage bauraumoptimiert angeordnet ist, das in Verbindung mit weiteren Bauteilen der Bremsanlage die Bauteile der Pumpe, den Niederdruckspeicher 20 und das Umschaltventil 16 in zweckmäßiger Verknüpfung über die in den 1–3 abgebildeten Abzweige 14, 17 und den Saugpfad 15 aufnimmt.
Gemäß der konstruktiven Darstellung in 4 besteht die Ventilbaugruppe 10 aus einem patronenförmigen Gehäuseunterteil 1 und einem auf das Gehäuseunterteil 1 aufgesteckten patronenförmigen Gehäuseoberteil 2, wobei im Gehäuseunterteil 1 das Saugventil 8 aufgenommen ist, wozu das Gehäuseunterteil 1 in einem Axialkanal 23 ein konusförmigen Saugventilsitz 1a aufweist, an dem unter Federvorspannung eine Saugventilkugel 4 anliegt. Das Gehäuseoberteil 2 nimmt eine Druckventilfeder 6c auf, die einen Druckventilkörper 6 des Druckventils 9 in Richtung eines Druckventilsitzes 1b beaufschlagt, der als ein stirnseitiger Bestandteil des dem Gehäuseoberteil 2 zugewandten Gehäuseunterteils 1 ausgeführt ist. Der Druckventilkörper 6 erstreckt sich in den Axialkanal 23 des Gehäuseunterteils 1 und ist zur Aufnahme einer Saugventilfeder 5 als kapselförmiges, in Richtung der Saugventilkugel 4 geöffnetes Hohlteil ausgeführt, aus dem sich die Saugventilfeder 5 auf die im Axialkanal 23 positionierte Saugventilkugel 4 hervor erstreckt. Zur konstruktiven Ausgestaltung des aus den Schaltplänen bereits bekannten Abzweigs 14 ist der Axialkanal 23 oberhalb des Saugventilsitzes 1a im Gehäuseunterteil 1 von einem Radialkanal 1c durchdrungen, der mit dem Arbeitsraum 11 der Pumpe verbunden ist. Zum auslassseitigen Anschluss der Ventilbaugruppe 10 an einen Druckmittelnehmer (z. B. Hauptbremszylinder) ist das Gehäuseoberteil 2 oberhalb des Druckventilkörpers 6 von einem Radialkanal 2c durchdrungen, der in der geöffneten Stellung des Druckventils 9 über den Axialkanal 23 mit dem Radialkanal 1c im Gehäuseunterteil 1 verbunden ist. Zum einlassseitigen Anschluss der Ventilbaugruppe 10 ist der Axialkanal 23 unterhalb des Saugventils 8 über den Saugpfad 15 mit der zu den vorangegangenen Schaltplänen beschriebenen Druckmittelquelle, beispielsweise dem Niederdruckspeicher 20 verbunden.
Die 4 zeigt somit eine zweckmäßigerweise als Kombiventil ausgeführte Ventilbaugruppe 10, deren Gehäuse aus zwei ineinander gesteckten, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoffteilen besteht. Am Gehäuseunterteil 1, das den Saug- und Druckventilsitz 1a, 1b aufweist, ist ein metallisches Filternetz 3 angeschweißt, um das Einschwemmen von Fremdkörpern zu verhindern. Auf dem konusförmigen Saugventilsitz 1a befindet sich die Saugventilkugel 4. Sie wird durch die Saugventilfeder 5 niedergehalten. Die Saugventilfeder 5 stützt sich im Inneren des Druckventilkörpers 6 ab, der somit als Federführung 6a dient. Der Druckventilkörper 6 bildet außerdem noch einen Anschlag 6b, der den Öffnungsweg der Saugventilkugel 4 begrenzt, da die Saugventilfeder 5 typischerweise möglichst weich und mit geringen Kräften ausgelegt ist, ist ein solcher Anschlag für ein schnelles Schließen des Saugventils nach dem Ansaugen der Pumpe vorteilhaft. Die Hauptfunktion als Druckventilkörper 6 erfüllt dieser zusammen mit dem Druckventilsitz 1b des Gehäuseunterteils 1. Zwischen Saugventilkugel 4 und Druckventilkörper 6 sind im Gehäuseunterteil radiale Kanäle 1c vorhanden, durch die das Fluid beim Saughub zur Pumpe und beim Druckhub zurück in der Richtung des Druckventilkörpers 6 strömen kann. Damit das Fluid beim Druckhub nicht zurück in den Ansaugbereich strömen kann, ist an den Gehäuseunterteil 1 eine Dichtlippe 1d angespritzt, die zum Zentralgehäuse 7 hin abdichtet. Auch der Druckventilkörper 6 ist befedert. Die Druckventilfeder 8 wird in der Federführung 2a des Gehäuseoberteils 2 präzise geführt. Durch geeignete Wahl der Länge dieser Federführung bildet sie gleichzeitig einen Anschlag 2b für den Druckventilkörper 6. Durch die radialen Kanäle 2c im Gehäuseoberteil 2 kann das Fluid beim Druckhub das Kombiventil verlassen. Die Abdichtung zwischen Gehäuseober- und unterteil erfolgt durch eine weitere Dichtlippe 1e am Gehäuseunterteil 1, die zum zylinderförmigen Bereich 2c des Gehäuseoberteils 2 hin abdichtet. Der im Gehäuseoberteil 2 vorgesehene keilförmige Ringsteg 2d bildet einen zweckmäßigen Anschlag für das Gehäuseunterteil 1.
Die aus Kunststoff bestehende Ventilbaugruppe 10 wird durch eine Verstemmung 7a in der blockförmigen, aus einem Leichtmetall bestehenden Zentralgehäuse 7 fixiert und abgedichtet, was aufgrund vergleichbarer Wärmeausdehnungskoeffizienten beider Materialen uneingeschränkt möglich ist. Die Abdichtung zwischen dem Kompressionsraum (Arbeitsraum 11) und dem Ausgang der Pumpe erfolgt durch eine Bearbeitungsstufe 7b im Zentralgehäuse 7, die sich beim Verstemmvorgang der Ventilbaugruppe 10 in das Gehäuseoberteil 2 eingräbt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010001237 A1 [0002]

Claims

Pumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlagen, mit mehreren, die Funktion der Pumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen beweglich in einem Arbeitsraum angeordneten Verdränger, insbesondere translatorisch bewegten Pumpenkolben, sowie mit einem den Druckmittelstrom steuernden Saug- und Druckventil, die als Rückschlagventile konzipiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (8) mit dem Druckventil (9) außerhalb des Arbeitsraums (11) zu einer eigenständig handhabbaren, vorzugsweise funktionsfähig vorprüfbaren Ventilbaugruppe (10) zusammengefasst ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbaugruppe (10) in Patronenbauweise außerhalb des Arbeitsraums (11) in einem Gehäuse (12) fixiert ist, das vorzugsweise aus einem Gehäuseoberteil (2) und einem Gehäuseunterteil (1) besteht.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem das Saug- mit dem Druckventil (8, 9) verbindenden Druckmittelpfad (13) ein Abzweig (14) vorgesehen ist, der die Ventilbaugruppe (10) mit dem Arbeitsraum (11) verbindet.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts zum Saugventil (8) ein Saugpfad (15) an der Ventilbaugruppe (10) angeschlossen ist, der mit einem elektrischen Umschaltventil (16) in hydraulischer Verbindung steht, das in der geöffneten Stellung eine Verbindung zu einer Druckmittelquelle herstellt.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Umschaltventil (16) und der Ventilbaugruppe (10) in der hydraulischen Verbindung ein weiterer Abzweig (17) vorgesehen ist, der an einem Ringraum (18) angeschlossen ist, der den Pumpenkolben (19) auf der vom Arbeitsraum (11) abgewandten Kolbenseite begrenzt.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niederdruckspeicher (20) an dem Saugpfad (15) der Ventilbaugruppe (10) angeschlossen ist, wobei der Saugpfad (15) über einen weiteren Abzweig (17) an einem Ringraum (18) angeschlossen ist, der den Pumpenkolben (19) auf der vom Arbeitsraum (11) abgewandten Kolbenseite begrenzt.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem das Saug- mit dem Druckventil (8, 9) verbindenden Druckmittelpfad (21) ein Niederdruckspeicher (20) angeschlossen ist, wobei in die hydraulische Verbindung des Niederdruckspeichers (20) mit dem Druckmittelpfad (21) ein in Richtung des Niederdruckspeichers (20) sperrendes Druckrückhalteventil (22) eingesetzt ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (8) als Druckrückhalteventil konzipiert ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbaugruppe (10) aus einem patronenförmigen Gehäuseunterteil (1) und einem auf das Gehäuseunterteil (1) aufgesteckten patronenförmigen Gehäuseoberteil (2) besteht, wobei im Gehäuseunterteil (1) das Saugventil (8) aufgenommen ist, wozu das Gehäuseunterteil (1) in einem Axialkanal (23) ein konusförmigen Saugventilsitz (1a) aufweist, an dem unter Federvorspannung eine Saugventilkugel (4) anliegt.
Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (2) eine Druckventilfeder (6c) aufnimmt, die einen Druckventilkörper (6) des Druckventils (9) in Richtung eines Druckventilsitzes (1b) beaufschlagt, der als ein stirnseitiger Bestandteil des dem Gehäuseoberteil (2) zugewandten Gehäuseunterteils (1) ausgeführt ist.
Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Druckventilkörper (6) in den Axialkanal (23) des Gehäuseunterteils (1) erstreckt und zur Aufnahme einer Saugventilfeder (5) als kapselförmiges, in Richtung der Saugventilkugel (4) geöffnetes Hohlteil ausgeführt ist, aus dem sich die Saugventilfeder (5) auf die im Axialkanal (23) positionierte Saugventilkugel (4) hervor erstreckt.
Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur konstruktiven Ausgestaltung des Abzweigs (14) der Axialkanal (23) oberhalb des Saugventilsitzes (1a) im Gehäuseunterteil (1) von einem Radialkanal (1c) durchdrungen ist, der mit dem Arbeitsraum (11) der Pumpe verbunden ist.
Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum auslassseitigen Anschluss der Ventilbaugruppe (10) an einen Druckmittelnehmer das Gehäuseoberteil (2) oberhalb des Druckventilkörpers (6) von einem Radialkanal (2c) durchdrungen ist, der in der geöffneten Stellung des Druckventils (9) über den Axialkanal (23) mit dem Radialkanal (1c) im Gehäuseunterteil (1) verbunden ist.
Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum einlassseitigen Anschluss der Ventilbaugruppe (10) der Axialkanal (23) unterhalb des Saugventils (8) mit einer Druckmittelquelle, insbesondere einem Niederdruckspeicher (20) verbunden ist.