DE102013226400A1

DE102013226400A1 - Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102013226400A1
Application number: DE102013226400.3A
Authority: DE
Inventors: Bernd Haeusser; Oliver Gaertner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Bei einem Pumpenelement (10) eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbrems.anlage mit einem Pumpengehäuse (12), in dem ein Pumpenzylinder (14) zum Aufnehmen eines verschiebbaren Pumpenkolbens (30) eingesetzt ist, wobei der Pumpenzylinder (14) mittels zweier einander gegenüberliegender Anlageflächen (102, 104) an dem Pumpengehäuse (12) abgestützt ist, ist zwischen den Anlageflächen (102, 104) eine elektrisch isolierende Schicht (110) ausgebildet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse, in dem ein Pumpenzylinder zum Aufnehmen eines verschiebbaren Pumpenkolbens eingesetzt ist, wobei der Pumpenzylinder mittels zweier einander gegenüberliegender Anlageflächen an dem Pumpengehäuse abgestützt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Pumpenelements in einem Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage.
Fahrzeugbremsanlagen, wie sie in Personen- oder Lastkraftwagen mit ABS- und ESP-Bremssystemen verwendet werden, weisen ein Hydraulikaggregat auf, das dazu dient, an deren Bremssystemen geregelte Bremsdrücke bereitzustellen. Zum Dosieren des Bremsdrucks umfasst das Hydraulikaggregat unter anderem mindestens ein Pumpenelement, dessen Pumpenkolben in einem becherförmigen Pumpenzylinder axial verschiebbar ist. Dabei ragt der Pumpenkolben mit einem seiner Enden in den becherförmigen Pumpenzylinder und ist an seinem anderen Ende mittels einer von einem Pumpenmotor angetriebenen Exzenterwelle abgestützt und angetrieben. Derart angetrieben ist eine sinusförmige Hubbewegung des Pumpenkolbens erzeugt, mit der Fluid, insbesondere Bremsfluid, gefördert und unter Druck gesetzt werden kann. Dazu ist der Pumpenkolben in einem Zuströmbereich von Fluid in den Pumpenzylinder hinein ferner in einem Pumpengehäuse geführt und gegen einen Exzenterraum der Exzenterwelle abgedichtet. Ferner ist der Zuströmbereich als Niederdruckbereich gegen einen Abströmbereich von Fluid als Hochdruckbereich mit einem Dichtsitz zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse abgedichtet. Der Dichtsitz ist dabei in der Regel mit einer Stufe an einer gestuften Bohrung in einem als Pumpengehäuse dienenden Hydraulikblock des Hydraulikaggregats gebildet. Dazu ist der Pumpenzylinder an die Stufe angepresst. Während des Betriebs besteht teilweise das Problem, dass an der Stufe der Dichtsitz undicht werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Pumpenelement eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse geschaffen, in dem ein Pumpenzylinder zum Aufnehmen eines verschiebbaren Pumpenkolbens eingesetzt ist, wobei der Pumpenzylinder mittels zweier einander gegenüberliegender Anlageflächen an dem Pumpengehäuse abgestützt ist. Dabei ist zwischen den Anlageflächen eine elektrisch isolierende Schicht ausgebildet.
Die elektrisch isolierende Schicht ist damit zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse angeordnet. Sie besitzt keine oder nur eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit. Das bedeutet insbesondere, dass in der derartigen Schicht nur wenig bewegliche Ladungsträger, wie locker gebundene Elektronen, Ionen oder delokalisierte Elektronen vorhanden sind. Damit verhindert die elektrisch isolierende Schicht einen Ionenaustausch zwischen den beiden Anlageflächen, sodass beide Anlageflächen aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Metallen, gebildet sein können, ohne dabei der Gefahr einer Kontaktkorrosion ausgesetzt zu sein. So ist mit der erfindungsgemäßen elektrisch isolierenden Schicht eine Kontaktfläche zwischen den beiden Anlageflächen geschaffen, die insbesondere eine Korrosion an den Grenzflächen der beteiligten Materialien verhindert. Zudem kann eine zuverlässig abdichtende Wirkung an den beiden Anlageflächen erreicht werden, indem der Pumpenzylinder am Pumpengehäuse mit ausreichend Presskraft abgestützt ist. So ist erfindungsgemäß ein besonders langlebiger Dichtsitz geschaffen.
Bevorzugt ist eine der Anlageflächen mit dem Pumpenzylinder selbst und die andere der Anlageflächen mit dem Pumpengehäuse selbst gebildet. Der Pumpenzylinder ist dabei insbesondere wie herkömmlich mit Eisen bzw. einer Eisenlegierung und das Pumpengehäuse insbesondere wie herkömmlich mit Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gestaltet. Auf diese Weise können fertigungstechnisch kostensparend herkömmliche Materialien und Bauteile verwendet werden, die mit der erfindungsgemäßen, elektrisch isolierenden Schicht vor Ionenaustausch und damit vor Kontaktkorrosion geschützt sind.
Demgegenüber kann an herkömmlichen Pumpenelementen an der genannten Stufe eine Kontaktkorrosion an den beiden aneinander abgestützten Anlageflächen des Pumpengehäuses und des Pumpenzylinders auftreten. Die Kontaktkorrosion beruht auf unterschiedlichen Standardelektrodenpotentialen innerhalb der elektrochemischen Spannungsreihe von verschiedenen Materialien. Insbesondere ist Aluminium (Al³⁺/Al) mit –1,66 V als Standardpotential E° besonders elektronegativ und damit in der Regel elektronegativer als die meisten anderen Materialien, wie Eisen (Fe³⁺/Fe) mit –0,04 V als Standardpotential E°, und dessen Legierungen. Elektronegativer bedeutet dabei, dass Aluminium eher dazu drängt, Elektronen abzugeben, als ein kontaktiertes anderes Material, wie Eisen. Wird nun der eisenhaltige Pumpenzylinder an dem aluminiumhaltigen Pumpengehäuse abgestützt, so gibt dort Aluminium Elektronen an Eisen ab und es tritt Kontaktkorrosion, insbesondere ein sogenannter Lochfraß auf. Damit ist eine dichtende Funktion für Fluid an den Anlageflächen zwischen Pumpenzylinder und Pumpengehäuse nicht mehr gegeben, wenn mit den Anlageflächen ein Dichtsitz gebildet sein soll.
Besonders bevorzugt ist die elektrisch isolierende Schicht nur lokal zwischen den beiden Anlageflächen, d. h. insbesondere nur begrenzt auf die Oberflächenerstreckung der genannten Stufe, ausgebildet, sodass bei der Herstellung nur wenig Fläche benetzt werden muss und entsprechend der Herstellungsaufwand für die erfindungsgemäße Schicht gering gehalten werden kann.
Dabei ist erfindungsgemäß vorteilhaft der Pumpenzylinder in einer gestuften Innenkontur einer Gehäuseöffnung, insbesondere einer Bohrung, in dem Pumpengehäuse eingesetzt und liegt dort an einer Ringfläche des Pumpengehäuses an, die eine der Anlageflächen bildet. Die Ringfläche ist insbesondere mit der genannten Stufe in der gestuften Bohrung des Pumpengehäuses gebildet.
Entsprechend ist erfindungsgemäß vorteilhaft der Pumpenzylinder in einer Gehäuseöffnung mit gestufter Innenkontur des Pumpengehäuses eingesetzt und liegt dort an einer Ringfläche des Pumpengehäuses an, die eine der Anlageflächen bildet. Die andere Anlagefläche ist dann mit einer Fläche des Pumpenzylinders gebildet, die an der Ringfläche anliegt. Damit ist eine besonders langlebige Abgrenzung des Zuströmbereichs gegen den Abströmbereich von Fluid geschaffen, an der mittels der elektrisch isolierenden Schicht kein Ionenaustausch und damit keine Kontaktkorrosion auftreten kann. Insbesondere ist die Gehäuseöffnung dabei wie genannt mit einer gestuften Bohrung in einem Hydraulikblock gestaltet.
Zudem ist die Gehäuseöffnung erfindungsgemäß vorzugsweise mit einem Pumpendeckel verschlossen, mittels dem der Pumpenzylinder gegen die Ringfläche gedrängt ist. Derart gedrängt ist zwischen dem Pumpenzylinder und der Ringfläche eine abdichtende Funktion erreicht, die wie beschrieben mit der elektrisch isolierenden Schicht dauerhaft gewährleistet ist. Damit ist an der Ringfläche ein Dichtsitz zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse geschaffen, der den Zuströmbereich vom Abströmbereich des Fluides besonders zuverlässig abdichtet. Ferner grenzt der Pumpendeckel zugleich den Abströmbereich nach außen hin ab.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße elektrisch isolierende Schicht vorteilhaft mit einem mikroverkapselten Klebstoff an einer der Anlageflächen gebildet. Dabei befindet sich die eine Anlagefläche bevorzugt am Pumpenzylinder, womit dort der mikroverkapselte Klebstoff fertigungstechnisch besonders einfach aufzubringen ist. Ein solcher mikroverkapselter Klebstoff ist insbesondere ein zweikomponentiger oder mehrkomponentiger Klebstoff, bei dem mindestens eine Komponente in Mikrokapseln eingeschlossen vorliegt. Erst nach dem Zerstören der Mikrokapseln treten die Komponenten in Kontakt und reagieren miteinander. Dabei ist insbesondere eine Komponente ein Harz und eine andere Komponente ein Härter. Zum Bilden der elektrisch isolierenden Schicht wird der mikroverkapselte Klebstoff an der Anlagefläche zunächst aufgetragen, wobei noch keine Klebewirkung entsteht. Erst bei einem anschließenden Anpressen des Pumpenzylinders an das Pumpengehäuse und einem damit verbundenen Anstieg einer Flächenpressung im Bereich der Anlagefläche platzen die Mikrokapseln auf. Dabei reagieren die Komponenten des Klebstoffs miteinander und entfalten ihre klebende Wirkung. Insbesondere füllt der Klebstoff dabei ferner auch Unebenheiten an der Anlagefläche. Es ist damit eine elektrisch isolierende Schicht zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpgehäuse gebildet, die eine Kontaktkorrosion verhindert und zusätzlich einen Dichtsitz für das Pumpenelement schafft. In diesen Dichtsitz kann auch während des Betriebs des Pumpenelements kein Fluid, insbesondere kein Bremsfluid eindringen, da der Klebstoff nicht nur eine elektrische Isolation bewirkt, sondern den Pumpenzylinder zugleich am Pumpengehäuse fixiert. Damit sind auch mechanische Bewegungen während des Betriebes zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse verhindert.
Ferner ist der erfindungsgemäße, mikroverkapselte Klebstoff vorteilhaft auf Epoxidharzbasis hergestellt. Dabei umfasst ein solcher Klebstoff bevorzugt ein Epoxidharzsystem und ein Härtersystem, wobei beide Systeme mittels Mikroverkapselung voneinander getrennt sind und erst beim Zerstören der Mikroverkapselung miteinander reagieren. Ein derart gebildeter, ausgehärteter Epoxidharzklebstoff ist dreidimensional vernetzt und damit ein Duroplast, der nach der Aushärtung nicht mehr verformt werden kann. Ferner hält der Epoxidharzklebstoff bei ausreichend hoher Konzentration den während des Betriebs des Pumpenelements auftretenden hohen Temperaturen und Flächenpressungen zwischen den beiden Anlageflächen stand. Damit weist der Epoxidharzklebstoff nur ein sehr geringes Setzverhalten auf, das insbesondere als Warmverformungswert in Abhängigkeit von der Flächenpressung und der Temperatur bestimmt ist. Mit einem solch geringen Setzverhalten ist ein Setzen des Pumpenzylinders in Richtung des Pumpengehäuses verhindert, womit eine andernfalls mögliche Leckage zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel vermieden ist.
Alternativ ist die erfindungsgemäße, elektrisch isolierende Schicht vorzugsweise mit einem Plasmamaterial an einer der Anlageflächen gebildet. Dabei ist das Plasmamaterial das Material, das mittels eines Plasmabeschichtungsverfahrens an der Anlagefläche hergestellt worden ist. Dazu wirkt beim Plasmabeschichtungsverfahren Energie, zum Beispiel in Form von elektrischer Spannung, auf ein Gas und/oder mehrere Gase ein. Beim Einwirken der Energie wird das Gas in ein Plasma überführt. Ein Plasma ist ein ionisiertes Gas, das neben neutralen Teilchen auch freie Ladungsträger, wie freie Ionen, angeregte Atome und/oder Elektronen enthält, insgesamt aber elektrisch neutral ist. Ein solches Plasma tritt beim Plasmabeschichtungsverfahren in Wechselwirkung mit der Anlagefläche. Damit wird dort aus dem Plasma das Plasmamaterial extrahiert, das dann eine sehr präzise, dünne und zugleich durchgehende Schicht an der Anlagefläche bildet. Damit ist eine besonders platzsparende, elektrisch isolierende Schicht geschaffen, die den während des Betriebs auftretenden Belastungen besonders stabil Stand hält.
Ferner ist das erfindungsgemäße Plasmamaterial vorteilhaft auf Kohlenstoffbasis hergestellt. Damit bildet das Plasmamaterial eine kohlenstoffhaltige bzw. organische, elektrisch isolierende Schicht. Dazu ist das Plasmamaterial vorzugsweise mit einem Plasmabeschichtungsverfahren gebildet, in dem sich gasförmige, kohlenstoffhaltige bzw. organische Monomer-Moleküle, angeregt durch ein Plasma, als hochvernetzte Schicht an der Anlagefläche niederschlagen. Im Verlauf einer dabei ablaufenden Plasmapolymerisation werden die organischen Monomer-Moleküle mittels des Plasmas in reaktive Teilchen zerlegt, die mittels kettenbildender Atome im Plasma, wie Kohlenstoff, Silicium oder Schwefel miteinander und an der Anlagefläche vernetzt werden. Dabei lässt sich der Vernetzungsgrad gezielt und bedarfsgerecht über Prozessparameter wie Druck, Gasfluss und eingespeiste elektrische Leistung steuern. Damit ist gezielt und bedarfsgerecht eine elektrisch isolierende Schicht mit besonders guter Schichthaftung an der Anlagefläche geschaffen, die eine besonders hohe chemische, mechanische und thermische Stabilität und eine sehr hohe Barrierewirkung aufweist. Bevorzugt ist das Plasmamaterial dabei mit einer besonders hochvernetzten chemischen Struktur geschaffen, das damit ein sehr geringes Setzverhalten hat. Somit ist auch ein Setzen des Pumpenzylinders in Richtung des Pumpengehäuses und eine andernfalls mögliche Leckage zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel verhindert.
Alternativ ist die erfindungsgemäße, elektrisch isolierende Schicht ferner vorzugsweise mit einem Lack an einer der Anlageflächen gebildet. Mit dem Lack ist ein besonders platzsparender und fertigungstechnisch besonders einfach aufzubringender, durchgehender, fester, sehr dünner Film gebildet, der die Anlagefläche elektrisch isoliert. Dabei kann der Lack auf anorganischer oder organischer Basis gebildet sein.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße, elektrisch isolierende Schicht alternativ oder bevorzugt mit einem anorganischen Material an einer der Anlageflächen gebildet. Ein anorganisches Material ist im Gegensatz zum organischen Material nicht auf Kohlenstoffbasis hergestellt. Dabei bildet das anorganische Material eine nichtleitende bzw. elektrisch isolierende Schicht, die zudem auch als anorganischer Klebstoff und/oder als Keramik gestaltet sein kann und bevorzugt hoch temperaturbeständig auf Aluminiumoxidbasis gebildet ist. Besonders bevorzugt ist das herkömmlich mit Aluminium gestaltete Pumpengehäuse erfindungsgemäß an dessen Anlagefläche eloxiert, das heißt mittels eines Eloxalverfahrens (= elektrische Oxidation von Aluminium) mit einer Eloxal-Schicht versehen worden. Die Eloxal-Schicht ist ein Aluminium-(III)-oxid (Al₂O₃), das nicht als Schicht aufgezogen, sondern mittels Oxidation einer obersten Aluminiumschicht entstanden ist und damit eine besonders stabile, elektrisch isolierende Schicht schafft.
Ferner ist die Erfindung auch auf eine Verwendung eines derartigen Pumpenelements in einem Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage gerichtet. Dabei tritt an den beiden Anlageflächen zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse kein Ionenaustausch auf, womit beide Anlageflächen vor Korrosion geschützt werden. Ferner ist dort das Setzverhalten sehr gering, sodass die Form der isolierenden Schicht stabilisiert wird. Insbesondere wirkt ein damit zu erzeugender Pressdichtsitz an den Anlageflächen zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpengehäuse besonders lang abdichtend auf den Zuströmbereich von Fluid. Das Hydraulikaggregat kann damit insgesamt besonders zuverlässig und wartungsarm betrieben werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt eines Pumpenelements in einem Hydraulikaggregat gemäß dem Stand der Technik,
2 das Detail II in 1 in nicht verbautem Zustand,
3 das Detail II in 1 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Pumpenelements,
4 die Ansicht gemäß 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels,
5 die Ansicht gemäß 2 eines dritten Ausführungsbeispiels und
6 die Ansicht gemäß 2 eines vierten Ausführungsbeispiels.
In 1 und 2 ist ein Pumpenelement 10 eines Hydraulikaggregats für eine Fahrzeugbremsanlage veranschaulicht, das in einem blockförmigen Pumpengehäuse 12 angeordnet ist. Das Hydraulikaggregat ermöglicht an Fahrzeugbremsen einer zugehörigen Fahrzeugbremsanlage insbesondere eine Antiblockier-, eine Antischlupf- und eine Fahrdynamik-Regelfunktion (ABS, ASR und ESP).
Das Pumpenelement 10 umfasst einen becherförmigen, mehrteiligen Pumpenzylinder 14, mit einer Zylinderwand 16, die sich längs einer Zylinderachse 18 erstreckt und axial innen eine offene Stirnseite 19 aufweist. Dort befindet sich an der Zylinderwand 16 eine Filterhülse 20, an der durch einen Einlass 21 Fluid von radial außen nach radial innen durch das Pumpengehäuse 12 zugeführt werden kann. An die Filterhülse 20 schließt nach axial innen gerichtet ein Niederdruckdichtring 22, ein Stützring 24 sowie ein Führungsring 26 an.
In dem Niederdruckdichtring 22, dem Stützring 24 und dem Führungsring 26 ist eine kreiszylindrische Kolbenstange 28 im axial innersten Bereich des Pumpengehäuses 12 geführt. Die Kolbenstange 28 ist Teil eines mehrteiligen Pumpenkolbens 30, zu dem ferner ein sich an die Kolbenstange 28 nach axial außen anschließendes Ventilsitzteil 32 gehört, in dem drei Einlassöffnungen 34 ausgebildet sind. Durch die Einlassöffnungen 34 hindurch kann das durch den Einlass 21 und die Filterhülse 20 zugeströmte Fluid aus einem Niederdruckbereich bzw. Zuströmbereich 36 weiter nach radial innen zu einem Ventilsitz 38 eines Einlassventils 40 strömen. Zu dem Einlassventil 40 gehören ferner ein Ventilkäfig 42 sowie eine darin gehalterte, schraubenförmige Rückstellfeder 44 und ein kugelförmiger Schließkörper 46. Der Ventilkäfig 42 ist einstückig mit einem Hochdruckdichtring 48 ausgebildet, der an der Innenseite der Zylinderwand 16 abdichtet und damit im Pumpenzylinder 14 einen Zylinderraum 50 als Druckraum für das zu fördernde Fluid abgrenzt.
Der mehrteilige Pumpenkolben 30 ist mittels der Kolbenstange 28 an ihrer nach axial innen gerichteten Stirnseite 52 von einem Exzenter 54 abgestützt. Dabei ist der Exzenter 54 mit einem Lager 56 und einer Exzenterwelle 58 gebildet. Bei einer rotatorischen Bewegung des Exzenters 54 wird der Pumpenkolben 30 in Axialrichtung in den becherförmigen, mehrteiligen Pumpenzylinder 14 hinein und wieder hinaus bewegt. Damit entsteht eine sinusförmige Hubbewegung des Pumpenkolbens 30.
Der becherförmige Pumpenzylinder 14 weist ferner einen kreisförmigen Zylinderboden 60 auf, in dem sich mittig ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 62 eines Auslassventils 64 befindet, dessen kreisrunde Ventilsitzöffnung 66 mit einem kugelförmigen Schließkörper 68 verschließbar ist. Der Schließkörper 68 wird dabei mittels einer schraubenförmigen Rückstellfeder 70 gegen den Ventilsitz 62 gedrängt, die sich an einem Pumpendeckel 72 abstützt. In dem Pumpendeckel 72 sind als Auslass 74 Kanäle zum Abführen von Fluid unter Druck aus dem Zylinderraum 50 in einen Abströmbereich 76 ausgebildet. Ist der Druck im Zylinderraum 50 höher als eine von der Rückstellfeder 70 entgegenwirkende Federkraft, so wird der Schließkörper 68 vom Ventilsitz 62 abgehoben und das Fluid strömt kontrolliert unter Druck in den Abströmbereich 76.
Dabei erfolgt der Druckaufbau im Zylinderraum 50 beim Hineinbewegen des aus der Kolbenstange 28, dem Ventilsitzteil 32 und dem Hochdruckdichtring 48 gebildeten, mehrteiligen Pumpenkolbens 30. Der derartigen Kolbenbewegung wirkt eine sich im Zylinderraum 50 befindende Rückstellfeder 78 zum Zurückstellen des Pumpenkolbens 30 entgegen.
Beim Druckaufbau wird das im Abströmbereich 76, in den Kanälen des Auslasses 74 sowie im Druckraum des Zylinderraums 50 befindliche Fluid unter hohen Druck bis zu 330 bar gesetzt. Sowohl der Abströmbereich 76, der Auslass 74 als auch der Zylinderraum 50 gehören zu einem Hochdruckbereich des Pumpenelements 10.
Mit dem Pumpendeckel 72 ist der Pumpenzylinder 14 und mit ihm die Filterhülse 20 sowie der Niederdruckdichtring 22, der Stützring 24 und der Führungsring 26 in einer als gestuften Bohrung ausgebildeten Gehäuseöffnung 80 des blockförmigen Pumpengehäuses 12 zurückgehalten. Ferner ist mit dem Pumpendeckel 72 das Pumpengehäuse 12 fluiddicht verschlossen, wozu der Pumpendeckel 72 über einen ringförmigen Bereich 82 hinweg mit dem Pumpengehäuse 12 verstemmt ist.
Ferner weist die als gestufte Bohrung ausgebildete Gehäuseöffnung 80 drei Gehäuseabsätze 84, 86 und 88 auf, mit denen der Durchmesser der Gehäuseöffnung 80 von außen ausgehend in Stufen nach innen hin verkleinert und eine Innenkontur 90 des Pumpengehäuses 12 geformt ist. Zur Innenkontur 90 im Wesentlichen komplementär verläuft eine Außenkontur 92 des Pumpenelements 10.
Die Außenkontor 92 ist unter anderem bestimmt durch den Führungsring 26, der mit einer Stufe 94 gestaltet ist und damit am ersten Gehäuseabsatz 84 abstützend anliegt. Dort nimmt der Führungsring 26 während des Betriebs des Exzenters 54 auftretende Querkräfte auf und puffert diese ab. Gleichzeitig dient der Führungsring 26 als Lauffläche für die Kolbenstange 28. Der an den Führungsring 26 axial außen anschließende Stützring 24 stützt den Niederdruckdichtring 22. Mit dem Niederdruckdichtring 22 als Elastomer ist der Zuströmbereich 36 an der mit ihrem inneren Stirnende an dem zweiten Gehäuseabsatz 86 anliegenden und abgestützten Filterhülse 20 gegen einen am Exzenter 54 vorherrschenden, drucklosen Exzenterbereich 96 abgedichtet.
Ferner ist die Außenkontur 92 bestimmt von einem Außenmantel 98 der Zylinderwand 16, der einen Zylinderabsatz 100 aufweist. Der Zylinderabsatz 100 umfasst dabei axial innen eine schräg zur Zylinderachse 18 verlaufende Zylinderringfläche als erste Anlagefläche 102, mit der der Pumpenzylinder 14 am dritten Gehäuseabsatz 88 anliegt und abgestützt ist. Dazu ist der dritte Gehäuseabsatz 88 mit einer komplementär zur ersten Anlagefläche 102 verlaufenden Ringfläche 103 als zweite Anlagefläche 104 gestaltet. Beide Anlageflächen 102 und 104 sind mittels des mit dem Pumpengehäuse 12 verstemmten Pumpendeckels 72 aneinander gepresst, womit ein herkömmlicher Dichtsitz 106 gebildet ist. Der Dichtsitz 106 dichtet dabei den Niederdruckbereich bzw. Zuströmbereich 36 mit seinem relativ niedrigen Druck von etwa bis zu 180 bar vom Abströmbereich 76 mit seinem relativ hohen Druck von etwa bis zu 330 bar ab. Damit soll am Dichtsitz 106 kein Druckausgleich zwischen dem Zuströmbereich 36 und dem Abströmbereich 76 stattfinden.
Die Zylinderwand 16 des mehrteiligen Pumpenzylinders 14 ist dabei mit Eisen gestaltet und das blockförmige Pumpengehäuse 12 mit Aluminium. Derart gestaltet, besteht im Laufe der Betriebsdauer am Dichtsitz 106 die Gefahr, dass aufgrund elektrochemischer und mechanischer Vorgänge Korrosion auftritt. Damit wird der herkömmliche Dichtsitz 106 undicht und der Druckaufbau mittels Druckausgleich unterbrochen.
Die 3 bis 6 verdeutlichen die erfindungsgemäße Lösung, in der das Pumpenelement 10 weitgehend wie im Stand der Technik (1 bis 2) beschrieben aufgebaut ist. Deswegen gelten die oben beschriebenen Bauelemente mit ihren Bezugszeichen auch für das erfindungsgemäße Pumpenelement 10, außer dem herkömmlichen Dichtsitz 106.
3 zeigt einen erfindungsgemäßen Dichtsitz 108, der eine elektrisch isolierende Schicht 110 zwischen den beiden Anlageflächen 102 und 104 aufweist. Die elektrisch isolierende Schicht 110 verhindert in verbautem Zustand, dass ein Ionenaustausch zwischen den beiden Anlageflächen 102 und 104 stattfindet, sodass keine Korrosion auftreten kann. Damit ist die Lebensdauer des Dichtsitzes 108 der erfindungsgemäßen Lösung im Vergleich zur Lebensdauer des herkömmlichen Dichtsitzes 106 erheblich verlängert.
Die elektrisch isolierende Schicht 110 ist dazu vorliegend aus einem mikroverkapselten Klebstoff auf Epoxidharzbasis gebildet, der mit Epoxidharz gefüllte Mikrokapseln und mit Härter gefüllte Mikrokapseln aufweist. Beim Verbauen des Pumpenzylinders 14 im Pumpengehäuse 12 wird der Pumpenzylinder 14 in die Gehäuseöffnung 80 und an die Ringfläche 103 gepresst, wobei beide Anlageflächen 102 und 104 aneinander gepresst werden. Bei einer dabei erzeugten, hohen Flächenpressung platzen die Mikrokapseln des mikroverkapselten Klebstoffes auf und die darin enthaltenen Bestandteile des Klebstoffes, wie Epoxidharz und Härter reagieren miteinander und bilden eine klebende sowie elektrisch isolierende Schicht 110. Zugleich füllt der Klebstoff während der Reaktion an den Anlageflächen 102 und 104 vorhandene Unebenheiten auf. Damit ist zusätzlich gewährleistet, dass kein Fluid in den Dichtsitz 110 eindringen kann. Dazu kann der mikroverkapselte Klebstoff fertigungstechnisch besonders einfach auf der ersten Anlagefläche 102 am Außenmantel 98 der Zylinderwand 16 des Pumpenzylinders 14 aufgetragen sein sowie alternativ auch auf der zweiten Anlagefläche 104 am dritten Gehäuseabsatz 88 des Pumpengehäuses 12. Um eine besonders gute Klebewirkung zu erreichen, ist der mikroverkapselte Klebstoff sowohl auf der ersten Anlagefläche 102 als auch auf der zweiten Anlagefläche 104 aufgebracht.
Das Epoxidharz umfasst dabei Polymerbausteine, die Expoxidgruppen tragen. Eine Epoxidgruppe ist ein Oxacyclopropan, das heißt ein Cyclopropan, in dem ein Kohlenstoff- durch ein Sauerstoffatom ersetzt ist. Der Härter umfasst organische Verbindungen, die Amino- und/oder Mercaptogruppen enthalten und bei einer Reaktion mit dem Epoxidharz die Polymerbausteine des Epoxidharzes miteinander vernetzen. Nach einem Aushärten ist damit die elektrisch isolierende Schicht 110 gebildet, die als Duroplast ein harter Polymerwerkstoff ist, der über chemische Hauptvalenzverbindungen dreidimensional fest miteinander vernetzt ist.
4 bis 6 zeigen Alternativen, in denen die elektrisch isolierende Schicht 110 mit einem Plasmamaterial auf Kohlenstoffbasis oder mit einem Lack an einer der beiden Anlageflächen 102 und 104 gestaltet ist. Dabei ist die elektrisch isolierende Schicht 110 gleich nach dem Auftragen auf der Anlagefläche 102 oder 104 gebildet und nicht wie beim mikroverkapselten Klebstoff erst beim Zusammenpressen der beiden Anlageflächen 102 und 104. Beim Einpressen des Pumpenzylinders 14 in die Gehäuseöffnung 80 des Pumpengehäuses 12 wird dabei wie in 3 dargestellt, am dritten Gehäuseabsatz 88 der erfindungsgemäße Dichtsitz 108 gebildet.
In 4 ist die elektrisch isolierende Schicht (110) fertigungstechnisch besonders einfach auf der ersten Anlagefläche 102 am Außenmantel 98 der Zylinderwand 16 des Pumpenzylinders 14 aufgetragen.
5 stellt die elektrisch isolierende Schicht (110) dar, die auf der zweiten Anlagefläche 104 am dritten Gehäuseabsatz 88 des Pumpengehäuses 12 angebracht ist.
6 zeigt, dass die elektrisch isolierende Schicht 110 sowohl auf der ersten Anlagefläche 102 als auch auf der zweiten Anlagefläche 104 aufgebracht sein kann.

Claims

Pumpenelement (10) eines Hydraulikaggregats einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse (12), in dem ein Pumpenzylinder (14) zum Aufnehmen eines verschiebbaren Pumpenkolbens (30) eingesetzt ist, wobei der Pumpenzylinder (14) mittels zweier einander gegenüberliegender Anlageflächen (102, 104) an dem Pumpengehäuse (12) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anlageflächen (102, 104) eine elektrisch isolierende Schicht (110) ausgebildet ist.
Pumpenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinder (14) in einer Gehäuseöffnung (80) mit gestufter Innenkontur (90) des Pumpengehäuses (12) eingesetzt ist und dort an einer Ringfläche (103) des Pumpengehäuses (12) anliegt, die eine der Anlageflächen (102, 104) bildet.
Pumpenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseöffnung (80) mit einem Pumpendeckel (72) verschlossen ist, mittels dem der Pumpenzylinder (14) gegen die Ringfläche (103) gedrängt ist.
Pumpenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (110) mit einem mikroverkapselten Klebstoff an einer der Anlageflächen (102, 104) gebildet ist.
Pumpenelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mikroverkapselte Klebstoff auf Epoxidharzbasis hergestellt ist.
Pumpenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (110) mit einem Plasmamaterial an einer der Anlageflächen (102, 104) gebildet ist.
Pumpenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasmamaterial auf Kohlenstoffbasis hergestellt ist.
Pumpenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (110) mit einem Lack an einer der Anlageflächen (102, 104) gebildet ist.
Pumpenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (110) mit einem anorganischen Material an einer der Anlageflächen (102, 104) gebildet ist.
Verwendung eines Pumpenelements (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage.