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Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Kolbenpumpe ist insbesondere für eine Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen, wo sie während einer Schlupfregelung Bremsflüssigkeit aus Radbremsen oder einem Hauptbremszylinder wieder in die Radbremsen oder zurück in den Hauptbremszylinder fördert und auch zu einem Bremsdruckaufbau dienen kann. Derartige Schlupfregelungen sind eine Bremsblockierschutzregelung, eine Antriebsschlupfregelung und eine Fahrdynamikregelung, die oft auch als Schleuderschutzregelung bezeichnet wird. Abkürzungen für derartige Regelungen sind ABS, ASR, FDR und ESP. Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend. Auch in einer Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage ist die Kolbenpumpe zu einem Bremsdruckaufbau und für Schlupfregelungen verwendbar.
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Stand der Technik
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2007/137 892 A1 offenbart eine derartige Kolbenpumpe mit einer hier als Zylinder bezeichneten Laufbuchse, in der ein Pumpenkolben axial verschiebbar aufgenommen ist. Der Pumpenkolben liegt mit einem aus dem Zylinder vorstehenden Ende am Umfang eines Exzenters an, mit dem der Pumpenkolben zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung im Zylinder antreibbar ist. Durch die Hubbewegung fördert die Kolbenpumpe in an sich bekannter Weise Fluid, in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage Bremsflüssigkeit.
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Auf ein Ende des Zylinders der bekannten Kolbenpumpe, aus dem der Pumpenkolben vorsteht, ist ein rohrförmiges Filter gesteckt, das den aus dem Zylinder vorstehenden Pumpenkolben umschließt und Bremsflüssigkeit in einem Einlass der Kolbenpumpe filtert. In einer Pumpenbohrung in einem Hydraulikblock, in die die bekannte Kolbenpumpe eingepresst ist, weist die bekannte Kolbenpumpe einen Dichtring auf, der in Verlängerung des rohrförmigen Filters auf einer dem Zylinder abgewandten Seite des Filters angeordnet ist, der den auch aus dem Filter vorstehenden Pumpenkolben umschließt und in der im Pumpenbohrung abdichtet. Der Dichtring dichtet zwischen dem Exzenter zum Antrieb des Pumpenkolbens und dem Einlass der Kolbenpumpe ab, also in einem Niederdruckbereich bzw. auf einer Saugseite der Kolbenpumpe. Der Dichtring der bekannten Kolbenpumpe ist ein Quadring und besteht aus einem Elastomer.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Dichtring aus einem Thermoplast auf. Insbesondere ist der Dichtring im Niederdruckbereich angeordnet und dichtet zwischen einem Exzenter zum Antrieb eines Pumpenkolbens und einem Einlass bzw. einem Ansaugbereich der Kolbenpumpe ab. Ein Thermoplast als Werkstoff für den Dichtring hat den Vorteil einer höheren Verschleißfestigkeit. Zu berücksichtigen ist, dass bei einer Bremsschlupfregelung bei betätigtem Hauptbremszylinder auch auf der Saugseite der Kolbenpumpe ein Druck von beispielsweise bis zu 180 bar herrschen kann, der den Dichtring beaufschlagt und gegen den der Dichtring zu einem drucklose Exzenterraum abdichten muss. Eine Elastizität eines Thermoplasts reicht für die Abdichtwirkung aus. Unter Druck verformt sich ein Thermoplast weniger als ein Elastomer, so dass ein Schmierspalt zwischen dem Dichtring und dem Pumpenkolben auch unter Druck erhalten bleibt, wodurch eine bessere hydrodynamische Schmierung des Dichtrings auf dem Pumpenkolben erreicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Elastomer als Werkstoff für den Dichtring wegen seiner niedrigeren Verformung unter Druck eine größere Führungslänge auf dem Pumpenkolben ermöglicht, wodurch mehr Bremsflüssigkeit zwischen dem Dichtring und dem Pumpenkolben bevorratet ist, was eine Schmierung des Dichtrings auf dem Pumpenkolben verbessert.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 weist die Kolbenpumpe ein rohrförmiges Filter auf, das in Verlängerung eines Zylinders der Kolbenpumpe angeordnet ist, den aus dem Zylinder vorstehenden Kolben umschließt und den Dichtring als einstückigen Bestandteil aufweist, beispielsweise ist der Dichtring an ein rohrförmiges Filtergewebe angespritzt. Diese Ausgestaltung der Erfindung vereinfacht den Zusammenbau der Kolbenpumpe und ihre Montage in einer Pumpenbohrung beispielsweise eines Hydraulikblocks oder eines Pumpengehäuses.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 weist das rohrförmige Filter zusätzlich zum Dichtring einen Führungsring zu einer in der Hubrichtung verschieblichen Führung des Pumpenkolbens beispielsweise in einer Pumpenbohrung auf, wobei der Führungsring wie der Dichtring einstückig mit dem rohrförmigen Filter ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Achsschnitt einer Kolbenpumpe gemäß der Erfindung; und
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2 einen vergrößerten Achsschnitt eines Filters der Kolbenpumpe aus 1 als Einzelteil.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Kolbenpumpe 1 ist für eine nicht dargestellte, hydraulische Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Sie weist eine hier als Zylinder 2 bezeichnete Laufbuchse mit einem lochscheibenförmigen Boden 3 auf, in dem ein Ende eines Pumpenkolbens 4 axial verschieblich geführt ist. Im Zylinder 2 ist eine Schraubendruckfeder als Kolbenfeder 5 angeordnet, die sich am Boden 3 des Zylinders 2 abstützt und ein aus dem Zylinder 2 vorstehendes Ende des Pumpenkolbens 4 gegen einen Umfang eines Exzenters 6 beaufschlagt. Durch einen Drehantrieb des Exzenters 6 um eine exzentrische Drehachse wird der am Umfang des Exzenters 6 anliegende Pumpenkolben 4 zu einer im Zylinder 2 hin- und hergehenden Hubbewegung angetrieben, durch die die Kolbenpumpe 1 in an sich bekannter Weise Fluid, bei Verwendung in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage Bremsflüssigkeit, fördert.
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Zur Steuerung einer Durchströmungsrichtung weist die Kolbenpumpe 1 ein Einlassventil 7 und ein Auslassventil 8 auf, die in der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung beide als federbeaufschlagte Rückschlagventile ausgeführt sind. Als Absperrkörper 9, 10 weisen die beiden Ventile 7, 8 Kugeln auf, die von Schraubendruckfedern als Ventilfedern 11, 12 gegen Ventilsitze beaufschlagt werden. Ein Ventilsitz des Einlassventils 7 ist an einer Mündung eines axialen Sacklochs 13 im Pumpenkolben 4 an einem im Zylinder 2 befindlichen Ende des Pumpenkolbens 4 ausgebildet. Ein Ventilsitz des Auslassventils 8 ist an einem Mitteloch 14 des lochscheibenförmigen Bodens 3 des Zylinders 2 ausgebildet. Das Einlassventil 7 ist in einem Ventilkäfig 15 angeordnet, der an dem in dem Zylinder 2 befindlichen Ende des Pumpenkolbens 4 angeordnet ist. Das Auslassventil 8 ist in einem Deckel 16 angeordnet, der von außen auf das den Boden 3 aufweisende Ende des Zylinders 2 der Kolbenpumpe 1 aufgesetzt ist. Der Deckel 16 verschließt eine Pumpenbohrung 17 in einem Hydraulikblock 18, in die die Kolbenpumpe 1 eingepresst und in der der Deckel 16 durch eine umlaufende Verstemmung 19 druckfest abgedichtet ist.
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Ein Einlass von Fluid bzw. Bremsflüssigkeit in die Kolbenpumpe 1 erfolgt durch eine Einlassbohrung 20, die radial in die Pumpenbohrung 17 im Hydraulikblock 18 in einem Bereich mündet, in dem der Pumpenkolben 4 aus dem Zylinder 2 vorsteht. Der Pumpenkolben 4 weist Radiallöcher 21 auf, die durch die Pumpenbohrung 17 mit der Einlassbohrung 20 kommunizieren und die das axiale Sackloch 13 im Pumpenkolben 4 kreuzen. Ein Auslass von Fluid bzw. Bremsflüssigkeit erfolgt durch einen Spalt 22 zwischen dem Deckel 16 einerseits und dem Zylinder 2 bzw. dessen Boden 3 andererseits in die Pumpenbohrung 17 und von dort durch eine Auslassbohrung 23 im Hydraulikblock 18, die radial in die Pumpenbohrung 17 mündet. Hydraulikblöcke 18 sind von Schlupfregelungen hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen bekannt, in sie sind außer der Kolbenpumpe 1 und einer weiteren, identischen Kolbenpumpe 1 für einen zweiten Bremskreis, weitere hydraulische Bauelemente der Schlupfregelung wie Magnetventile, Hydrospeicher, Dämpferkammern und Rückschlagventile eingebaut und durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 18 hydraulisch miteinander verschaltet. Der Hydraulikblock 18 kann auch als Pumpengehäuse der Kolbenpumpe 1 aufgefasst werden.
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Zur Abdichtung im Zylinder 2 weist der Pumpenkolben 4 einen Dichtring 24 auf, der an dem im Zylinder 2 befindlichen Ende des Pumpenkolbens 4 angeordnet ist. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform ist der Dichtring 24 ein Manschettendichtring.
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An einem dem Boden 3 gegenüberliegenden, offenen Ende des Zylinders 2 ist ein rohrförmiges Filter 25 befestigt (2), wobei ein Filtermaterial beispielsweise ein rohrförmiges Lochblech oder ein schlauchförmiges Gewebe, Gewirke, Gestrick oder dgl. aus Kunststoff- oder Metallfasern ist. Die Aufzählung der Filtermaterialien ist beispielhaft und nicht abschließend. Das Filter 25 umgibt einen aus dem Zylinder 2 vorstehenden Teil des Pumpenkolbens 4 koaxial und mit einem Ringspalt zwischen dem Filter 25 und dem Pumpenkolben 4. Enden des Filters 25 sind mit einem Thermoplast umspritzt, der an einem Ende des Filters 25 einen rohrförmigen Kragen 26 zur Befestigung des Filters 25 am Zylinder 2, und der an einem anderen, vom Zylinder 2 beabstandeten Ende des Filters 25 einen Dichtring 27 und einen Führungsring 28 bildet. Der rohrförmige Kragen 26 ist auf das Ende des Zylinders 2 gesteckt und weist Rastnasen 29 an seiner Innenseite auf, die in einer umlaufenden Nut an der Außenseite des Filters 2 eingerastet sind.
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Der an einem anderen Ende des Filters 25 und mit Abstand vom Zylinder 2 angeordnete Dichtring 27 weist eine umlaufende Dichtlippe 30 im innern des Filters 25 auf, die in Richtung des Zylinders 2 weist. Die Dichtlippe 30 ist auf ihrer Außen- und ihrer Innenseite konisch, wobei die Konusform auf der Innenseite spitzwinkliger als auf der Außenseite ist, so dass sich die Dichtlippe 30 in Richtung des Zylinders 2 verjüngt. An einem zylinderseitigen Ende weist die Dichtlippe 30 innen eine niedrige, umlaufende Ringstufe 34 auf, deren radiale Kreisringfläche am Übergang zur Innenseite der Dichtlippe 30 eine umlaufende, am Umfang des Pumpenkolbens 4 anliegende und abdichtende Dichtkante 35 bildet. Auf der Innenseite schließt die Dichtlippe 30 einen spitzen Winkel zum zylindrischen Pumpenkolben 2 ein. Dadurch dass der Dichtring 27 einschließlich seiner Dichtlippe 30 aus einem Thermoplast besteht, weist er eine höhere Verschleißfestigkeit als ein Dichtring aus einem Elastomer auf. Eine Druckbeaufschlagung im Pumpeneinlass bzw. im Ansaugbereich der Kolbenpumpe 1 beaufschlagt die Dichtlippe 30 auf ihrer Außenseite nach innen gegen eine Oberfläche des Pumpenkolbens 4, so dass die Dichtung 27 auch gegen hohen Druck zuverlässig abdichtet.
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Zur Erhöhung einer Vorspannung, mit der die Dichtlippe 30 am Pumpenkolben 4 anliegt, kann die Dichtung 27 ein Ringfederelement 31 aufweisen, das die Dichtlippe 30 in dem Bereich, in dem sie am Pumpenkolben 4 anliegt, außen umspannt und elastisch gegen die Oberfläche des Pumpenkolbens 4 beaufschlagt. Das Ringfederelement 31 kann ein Ring aus einem elastischen Kunststoff oder aus Metall bestehen. Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend. Das Ringfederelement 31 ist nicht zwingend für die Erfindung. Durch die spitzwinklige Konusform der Innenseite der Dichtlippe 30 wird etwaige Lekageflüssigkeit, die die Dichtung 27 überwunden hat und auf der Oberfläche des Pumpenkolbens 4 haftet, bei einem Hub des Pumpenkolbens 4 in den Zylinder 2 hinein wieder zurück in den Ansaugbereich der Kolbenpumpe 1 gefördert. Durch ihre axiale Länge speichert die Dichtlippe 30 einen Vorrat an Bremsflüssigkeit zwischen sich und dem Pumpenkolben 4, der für eine gute Schmierung der Dichtung 27 auf dem Pumpenkolben 2 und damit für einen niedrigen Verschleiß der Dichtung 27 sorgt.
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Der Führungsring 28 schließt sich einstückig auf einer dem Zylinder 2 abgewandten Seite an den Dichtring 27 an. Der Führungsring 28 ist zylinderrohrförmig und weist ein Übermaß in der Pumpenbohrung 17 im Hydraulikblock 18 auf, so dass er das exzenterseitige, aus dem Zylinder 2 vorstehende Ende des Pumpenkolbens 4 koaxial verschieblich in der Pumpenbohrung 17 im Hydraulikblock 18 führt. Der Führungsring 28 besteht wie der Dichtring 27 und der Kragen 26 aus einem Elastomer. Wie bereits ausgeführt sind der Kragen 26 durch Umspritzen eines Endes des rohrförmigen Filters 25 und der Dichtring 27 und der mit ihm einstückige Führungsring 28 durch Umspritzen des anderen Endes des Filters 25 aus einem Thermoplast hergestellt und einstückige Bestandteile des Filters 25. Achsparallele Stege 32, die in einem Arbeitsschritt zusammen mit dem Kragen 26, dem Dichtring 27 und dem Führungsring 28 an das rohrförmige Filter 25 angespritzt sind, verbinden den Kragen 26 und den Dichtring 27 einstückig und stabilisieren das rohrförmige Filter 25. Der Dichtring 27 dichtet den Pumpenkolben 4 in der Pumpenbohrung 17 ab, er dichtet den Ansaugbereich der Pumpenbohrung 17 in den die Einlassbohrung 20 mündet, gegen einen Exzenterraum 33 im Hydraulikblock 18 ab, in den die Pumpenbohrung 17 mündet und in dem der Exzenter 6 angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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