DE102021128311A1 - Piston pump for a hydraulic vehicle braking system in a brake-by-wire application - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Kolbenpumpe (1) für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem (100) in einer Brake-by-Wire-Anwendung vorgeschlagen. Die Kolbenpumpe (1) umfasst einen Kolben (2) mit einer Vorderseite (2.1) und einer Rückseite (2.2), welche quer zu einer Kolbenachse (A) angeordnet sind. Die Kolbenpumpe (1) umfasst ferner eine Kolbenstange (3), welche mit dem Kolben (2) verschiebefest verbunden ist und sich mit ihrer Längserstreckung von der Rückseite (2.2) des Kolbens (2) weg erstreckt und eingerichtet ist, von einer Antriebseinrichtung (50) angetrieben zu werden, um den Kolben (2) zu betätigen. Weiterhin umfasst die Kolbenpumpe (1) einen Grundkörper (4) mit einem Kolbenraum (5), in welchem der Kolben (2) in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse (A) hin- und herbewegbar aufgenommen ist, wobei der Kolben (2) mit seiner Vorderseite (2.1) eine vorderseitige Kammer (5.1) des Kolbenraumes (5) und mit seiner Rückseite (2.2) eine rückseitige Kammer (5.2) des Kolbenraumes (5) begrenzt. Darüber hinaus umfasst die Kolbenpumpe (1) wenigstens zwei Fluidanschlüsse (6, 7) von denen einer der vorderseitigen Kammer (5.1) und wenigstens ein anderer der rückseitigen Kammer (5.2) zugeordnet sind. Es ist eine Kolbenöffnung (2.3) an der Vorderseite (2.1) des Kolbens (2) vorgesehen. Es ist ferner ein flächenreduzierendes Element (9) vorgesehen, welches gehäusefest bezüglich des Grundkörpers (4) angeordnet ist und in die Kolbenöffnung (2.3) axial verschiebbar eingreift. Weiterhin werden ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem (100) in einer Brake-by-Wire-Anwendung sowie ein Verfahren zum Einstellen einer maximalen Pumpkraft einer Kolbenpumpe (1) im Vorwärtshub vorgeschlagen.A piston pump (1) for a hydraulic vehicle brake system (100) in a brake-by-wire application is proposed. The piston pump (1) comprises a piston (2) with a front (2.1) and a rear (2.2) which are arranged transversely to a piston axis (A). The piston pump (1) also includes a piston rod (3), which is connected to the piston (2) in a non-displaceable manner and extends with its longitudinal extension away from the rear side (2.2) of the piston (2) and is set up to be driven by a drive device (50 ) to be driven to actuate the piston (2). Furthermore, the piston pump (1) comprises a base body (4) with a piston chamber (5) in which the piston (2) is accommodated so that it can move back and forth in the axial direction with respect to the piston axis (A), the piston (2) with its The front side (2.1) delimits a front chamber (5.1) of the piston space (5) and its rear side (2.2) delimits a rear side chamber (5.2) of the piston space (5). In addition, the piston pump (1) comprises at least two fluid connections (6, 7), one of which is assigned to the front chamber (5.1) and at least one other to the rear chamber (5.2). A piston opening (2.3) is provided on the front side (2.1) of the piston (2). A surface-reducing element (9) is also provided, which is arranged fixed to the housing with respect to the base body (4) and engages in the piston opening (2.3) in an axially displaceable manner. Furthermore, a hydraulic vehicle brake system (100) in a brake-by-wire application and a method for setting a maximum pumping force of a piston pump (1) in the forward stroke are proposed.
Description
Die vorliegende Offenbarung umfasst eine Kolbenpumpe für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem in einer Brake-by-Wire-Anwendung, ein solches Fahrzeugbremssystem sowie ein Verfahren zum Einstellen deren maximaler Pumpkraft.The present disclosure includes a piston pump for a hydraulic vehicle braking system in a brake-by-wire application, such a vehicle braking system and a method for adjusting the maximum pumping force thereof.
Kolbenpumpen kommen beispielsweise in hydraulischen Brake-by-Wire Bremssystemen von Fahrzeugen zum Einsatz. Als Brake-by-Wire werden üblicherweise Bremssysteme bezeichnet, bei denen die Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise das Bremspedal, und die Stelleinrichtung, wie beispielsweise die hydraulische Bremse, voneinander mechanisch entkoppelt sind und stattdessen durch eine elektrische Signalübertragung eine Koppelung realisiert ist. Dazu weisen die Brake-by-Wire Bremssysteme für gewöhnlich eine von einem Elektromotor angetriebene Kolbenpumpe auf, welche den für eine Bremsung notwendigen hydraulischen Bremsdruck erzeugt. Bei einer Betätigung des Bremspedales durch den Fahrer wird der Elektromotor von einer elektrischen Steuereinheit angesteuert, um für den vom Fahrer über das Bremspedal ausgeübten Bremswunsch einen entsprechenden, von der Kolbenpumpe erzeugten hydraulischen Bremsdruck zu erzeugen. Weitere Einzelheiten diesbezüglich offenbaren die Druckschriften
Die bei den Brake-by-Wire Bremssystemen eingesetzten Kolbenpumpen weisen beispielsweise einen beidseitig wirkenden Kolben auf. Mit anderen Worten sind diese Kolbenpumpen eingerichtet, dass der Kolben einen Vorwärtshub und einen Rückwärtshub ausführen kann und dabei durch die jeweils wirkende Kolbenfläche ein Pumpdruck aufgebaut wird. Bauartbedingt ist jedoch die wirkende Kolbenfläche im Vorwärtshub größer als im Rückwärtshub, da im Rückwärtshub die Rückseite des Kolbens wirkt, an der eine mit dem Elektromotor triebverbundene Kolbenstange angreift. Das hat zur Folge, dass bei gleicher von dem Elektromotor aufgebrachter Antriebskraft der von dem Kolben erzeugte Pumpdruck im Vorwärtshub immer kleiner als im Rückwärtshub ist.The piston pumps used in brake-by-wire braking systems have, for example, a piston that acts on both sides. In other words, these piston pumps are set up so that the piston can carry out a forward stroke and a backward stroke, and a pump pressure is built up by the respectively acting piston surface. Due to the design, however, the effective piston area is larger in the forward stroke than in the reverse stroke, since the back of the piston acts in the reverse stroke, on which a piston rod that is drive-connected to the electric motor acts. As a result, the pump pressure generated by the piston is always smaller in the forward stroke than in the reverse stroke for the same driving force applied by the electric motor.
Auch ist bauartbedingt das pro Hub förderbare Fluidvolumen im Vorwärtshub größer als im Rückwärtshub. Die Kolbenpumpe ist daher üblicherweise in dem Bremssystem in der Weise hydraulisch angeschlossen, dass zum Ausführen einer Basisbremsung die Kolbenpumpe mit einem Vorwärtshub beginnt, um zuerst das größere förderbare Fluidvolumen zum Aufbau des hydraulischen Bremsdrucks zu nutzen. In Bremssituationen, in denen der im Vorwärtshub aufgebaute hydraulische Bremsdruck für die Bremsung nicht ausreicht, wird nach dem Vorwärtshub der Elektromotor umgeschaltet und die Kolbenpumpe beginnt mit einem Rückwärtshub, um eine weitere Erhöhung des hydraulischen Bremsdrucks zu bewirken. Weitere Einzelheiten diesbezüglich offenbaren ebenfalls die vorstehend bereits genannten Druckschriften
Der erreichbare Pumpdruck der Kolbenpumpe im Vorwärtshub und im Rückwärtshub ist durch die ausgelegte Belastbarkeit des Elektromotors und der weiteren Komponenten der Antriebseinheit für die Kolbenpumpe begrenzt. Kundenwünsche, welche auf einen solchen hydraulischen Bremsdruck abstellen, der von der Kolbenpumpe erst im Rückwärtshub erreicht ist, und bei denen zugleich ein zu förderndes Fluidvolumen bereitzustellen ist, welches von der Kolbenpumpe nur im Vorwärtshub gedeckt wird, lassen sich bisher allenfalls realisieren, indem die Antriebseinheit in Überlast betrieben wird und dabei die Antriebseinheit soweit überlastet wird, dass der geforderte hydraulische Bremsdruck bereits im Vorwärtshub der Kolbenpumpe erreicht wird.The pump pressure that can be achieved by the piston pump in the forward stroke and in the reverse stroke is limited by the designed load capacity of the electric motor and the other components of the drive unit for the piston pump. Customer requests, which are based on such a hydraulic brake pressure that is only reached by the piston pump in the reverse stroke, and at the same time a fluid volume to be delivered that is covered by the piston pump only in the forward stroke, can only be realized so far at best by the drive unit is operated in overload and the drive unit is overloaded to such an extent that the required hydraulic braking pressure is already reached in the forward stroke of the piston pump.
Ein dahingehender Kundenwunsch betrifft beispielsweise eine ABS-Bremsung mit einem bereitzustellenden Blockierdruck im Bereich des maximalen hydraulischen Bremsdruckes der Kolbenpumpe im Rückwärtshub. Bei einer derartigen Bremsung sollte bei Erreichen des maximalen hydraulischen Bremsdruckes noch ausreichend Fluidvolumen gefördert werden können, um ein mögliches Nachlassen der Bremswirkung aufgrund Erwärmung der Bremse (Fading) zu vermeiden. Dies ist aber im Rückwärtshub der Kolbenpumpe bei Erreichen des maximalen hydraulischen Bremsdruckes nicht mehr möglich.A customer request of this kind relates, for example, to ABS braking with a blocking pressure to be provided in the range of the maximum hydraulic braking pressure of the piston pump in the reverse stroke. With such braking, sufficient fluid volume should still be able to be conveyed when the maximum hydraulic braking pressure is reached in order to avoid a possible reduction in the braking effect due to heating of the brake (fading). However, this is no longer possible in the reverse stroke of the piston pump when the maximum hydraulic braking pressure is reached.
Auch vor dem Hintergrund der vorstehend beschriebenen Situationen kann eine Aufgabe darin gesehen werden, etwaigen Überlastzuständen entgegenzuwirken oder Überlastzustände von vornherein weitgehend oder gänzlich zu vermeiden. Dem liegt die Erwartung zugrunde, einen Kundenwunsch der vorstehenden Art ohne oder weitgehend ohne Einschränkung der Lebensdauer der Bremse erfüllen zu können.Against the background of the situations described above, one task can also be seen as counteracting any overload conditions or largely or completely avoiding overload conditions from the outset. This is based on the expectation of being able to meet a customer request of the above type without or largely without limiting the service life of the brake.
Die Aufgabe wird mit einer Kolbenpumpe gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem mit den Merkmalen des Anspruches 10 vorgeschlagen. Darüber hinaus wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Einstellen einer maximal hydraulischen Pumpkraft mit den Merkmalen des Anspruches 11 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.The object is achieved with a piston pump which has the features of claim 1. Furthermore, a hydraulic vehicle brake system with the features of
Nach einem Aspekt wird eine Kolbenpumpe für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, beispielsweise in einer Brake-by-Wire-Anwendung, vorgeschlagen. Die Kolbenpumpe umfasst einen Kolben mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Insbesondere ist die Vorderseite quer, beispielsweise orthogonal, zu einer Kolbenachse angeordnet. Insbesondere ist die Rückseite quer, beispielsweise orthogonal, zu der Kolbenachse angeordnet.According to one aspect, a piston pump for a hydraulic vehicle braking system, for example in a brake-by-wire application, is proposed. The piston pump includes a piston having a front and a back. In particular, the front side is arranged transversely, for example orthogonally, to a piston axis. In particular, the rear side is arranged transversely, for example orthogonally, to the piston axis.
Insbesondere umfasst die vorgeschlagene Kolbenpumpe eine Kolbenstange. Insbesondere ist die Kolbenstange mit dem Kolben verschiebefest verbunden. Insbesondere erstreckt sich die Kolbenstange mit ihrer Längserstreckung von der Rückseite des Kolbens weg. Insbesondere ist die Kolbenstange eingerichtet, von einer Antriebseinrichtung angetrieben zu werden, um den Kolben zu betätigen.In particular, the proposed piston pump includes a piston rod. In particular, the piston rod is non-displaceably connected to the piston. In particular, the length of the piston rod extends away from the rear of the piston. In particular, the piston rod is set up to be driven by a drive device in order to actuate the piston.
Insbesondere umfasst die vorgeschlagene Kolbenpumpe einen Grundkörper mit einem Kolbenraum, in welchem der Kolben in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse und/oder in Richtung bzw. entlang der Kolbenachse hin- und herbewegbar aufgenommen ist. Insbesondere begrenzt der Kolben mit seiner Vorderseite eine vorderseitige Kammer des Kolbenraumes. Insbesondere begrenzt der Kolben mit seiner Rückseite eine rückseitige Kammer des Kolbenraumes.In particular, the proposed piston pump comprises a base body with a piston chamber in which the piston is accommodated so that it can move back and forth in the axial direction with respect to the piston axis and/or in the direction or along the piston axis. In particular, the front side of the piston delimits a front-side chamber of the piston space. In particular, the rear of the piston delimits a rear chamber of the piston chamber.
Insbesondere umfasst die vorgeschlagene Kolbenpumpe wenigstens zwei Fluidanschlüsse, beispielsweise um die Kolbenpumpe mit dem Fahrzeugbremssystem hydraulisch zu verbinden. Beispielsweise ist einer der Fluidanschlüsse der vorderseitigen Kammer zugeordnet, insbesondere an dem Grundkörper angeordnet. Beispielsweise ist wenigstens ein anderer der Fluidanschlüsse der rückseitigen Kammer zugeordnet, insbesondere an dem Grundkörper angeordnet.In particular, the proposed piston pump comprises at least two fluid connections, for example in order to hydraulically connect the piston pump to the vehicle brake system. For example, one of the fluid connections is assigned to the front chamber, in particular arranged on the base body. For example, at least one other of the fluid connections is assigned to the rear chamber, in particular arranged on the base body.
Bei der vorgeschlagenen Kolbenpumpe ist insbesondere eine Kolbenöffnung an der Vorderseite des Kolbens vorgesehen. Insbesondere ist ferner ein flächenreduzierendes Element vorgesehen, welches gehäusefest bezüglich des Grundkörpers angeordnet ist und in die Kolbenöffnung axial verschiebbar eingreift, beispielsweise um eine Hin- und Herbewegung des Kolbens relativ gegenüber dem flächenreduzierenden Element in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse zuzulassen. Unter dem Begriff „flächenreduzierendes Element“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere zu verstehen, dass das Element flächenreduzierend für die Vorderseite des Kolbens ist bzw. flächenreduzierend bezüglich der wirksamen Kolbenfläche an der Vorderseite des Kolbens ist.In the proposed piston pump, in particular, a piston opening is provided on the front side of the piston. In particular, a surface-reducing element is also provided, which is fixed to the housing with respect to the base body and engages in the piston opening in an axially displaceable manner, for example to allow the piston to move back and forth relative to the surface-reducing element in the axial direction with respect to the piston axis. In the present description, the term “area-reducing element” is to be understood in particular as meaning that the element reduces the area of the front side of the piston or reduces the area with respect to the effective piston area on the front side of the piston.
Durch die vorgeschlagene Kolbenpumpe ist gegenüber der auslegungsgleichen bisher gebräuchlichen Kolbenpumpe eine Verbesserung der eingangs beschriebenen Situationen dadurch erreicht, dass aufgrund der vorderseitigen Kolbenöffnung und des darin eingreifenden flächenreduzierenden Elements die zum Erzeugen des Pumpdruckes im Vorwärtshub des Kolbens zur Verfügung stehende Kolbenfläche verringert ist. Dadurch ist der im Vorwärtshub des Kolbens maximal zu erreichende Pumpdruck, also der Pumpdruck bei Nennlast der Antriebseinrichtung, bei der vorgeschlagenen Kolbenpumpe größer als bei der auslegungsgleichen bisher gebräuchlichen Kolbenpumpe. Folglich ist auch der im Vorwärtshub zu erreichende maximale hydraulische Bremsdruck bei der vorgeschlagenen Kolbenpumpe größer als bei der auslegungsgleichen bisher gebräuchlichen Kolbenpumpe.The proposed piston pump improves the situations described above compared to the piston pump of the same design that has been used up to now, in that the piston surface available for generating the pump pressure in the forward stroke of the piston is reduced due to the front piston opening and the surface-reducing element engaging therein. As a result, the maximum pump pressure to be reached in the forward stroke of the piston, ie the pump pressure at nominal load of the drive device, is greater in the proposed piston pump than in the piston pump of the same design that has been customary up to now. Consequently, the maximum hydraulic brake pressure to be achieved in the forward stroke is also greater in the proposed piston pump than in the piston pump of the same design that has been customary up to now.
Durch die vorgeschlagene Kolbenpumpe können Kundenwünsche, wie sie beispielsweise eingangs beschrieben sind, in der Weise realisiert werden, dass bereits im Vorwärtshub des Kolbens bis zum Erreichen der Nennlast der Antriebseinrichtung der benötigte Blockierdruck tendenziell eher erreicht wird. Im Falle eines auftretenden Fadings der Bremse kann gegebenenfalls noch ein verbliebener Restvorwärtshub des Kolbens bis zum Erreichen der Nennlast der Antriebseinrichtung ausgeführt werden und steht dann auch ein Fluidvolumen aus diesem Restvorwärtshub zu Verfügung, um ohne Verzögerungseinbruch bis zum Stillstand zu bremsen. Eine Reserve bildet zudem das Fluidvolumen aus dem Rückwärtshub des Kolbens. Durch Umschalten der Antriebseinrichtung in den Rückwärtshub des Kolbens könnte der Stillstandzustand bei der Bremsung ebenfalls noch erreicht werden. Etwaige Überlastzustände der Antriebseinrichtung sind auf diese Weise vermieden oder zumindest vermindert.The proposed piston pump allows customer requests, such as those described above, to be implemented in such a way that the required blocking pressure tends to be reached as early as the forward stroke of the piston until the rated load of the drive device is reached. In the event of brake fading occurring, a remaining forward stroke of the piston can still be carried out until the nominal load of the drive device is reached, and a fluid volume from this residual forward stroke is then also available to brake to a standstill without a drop in deceleration. The fluid volume from the backward stroke of the piston also forms a reserve. By switching the drive device to the backward stroke of the piston, the standstill state could also still be reached during braking. Any overload conditions of the drive device are avoided or at least reduced in this way.
Insbesondere ist bei der vorgeschlagenen Kolbenpumpe gegenüber der auslegungsgleichen bisher gebräuchlichen Kolbenpumpe das im Vorwärtshub des Kolbens förderbare Fluidvolumen aufgrund des flächenreduzierenden Elementes verringert. Dies wird im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Vorteile in Kauf genommen. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass bei der vorgeschlagenen Kolbenpumpe die das förderbare Fluidvolumen aufnehmende vorderseitige Kammer durch das Volumen, das von dem flächenreduzierenden Element eingenommen ist, entsprechend vergrößert.In particular, in the proposed piston pump, the fluid volume that can be pumped in the forward stroke of the piston is reduced compared to the piston pump of the same design that has been customary up to now, due to the area-reducing element. This is accepted in view of the advantages described above. In principle, it can also be provided that in the proposed piston pump, the front-side chamber accommodating the pumpable fluid volume is correspondingly enlarged by the volume occupied by the surface-reducing element.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann in gleicher Baugröße und in den gleichen Abmessungen wie die Auslegung gleiche bisher gebräuchliche Kolbenpumpe ausgeführt werden, wobei die vorgeschlagene Kolbenpumpe gegenüber der bisher gebräuchlichen Kolbenpumpe die vorstehend beschriebenen Vorteile aufweist. Insofern ist durch die vorgeschlagene Kolbenpumpe in einfacher Weise ein Austausch gegen die bisher gebräuchliche Kolbenpumpe in einem Fahrzeugbremssystem vorzunehmen, wobei etwaige bauliche Modifikationen am Fahrzeugbremssystem nicht notwendig sind.The proposed piston pump can have the same size and the same dimensions as the design that has been used up to now Piston pump are performed, the proposed piston pump compared to the previously used piston pump has the advantages described above. In this respect, the proposed piston pump makes it easy to replace the previously used piston pump in a vehicle brake system, with any structural modifications to the vehicle brake system not being necessary.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann so beschaffen sein, dass das flächenreduzierende Element einerseits an einer die vorderseitige Kammer begrenzenden Wandung, insbesondere Wandung des Grundkörpers, befestigt ist und andererseits in die Kolbenöffnung axial verschiebbar eingreift. Dadurch kann das flächenreduzierende Element ergänzend zu seiner flächenreduzierenden Funktion bezügliche der Kolbenfläche auch als Führung für den Kolben bei seiner Hubbewegung im Vorwärtshub bzw. Rückwärtshub dienen. Etwaige auf das flächenreduzierende Element wirkende Kräfte können von der Wandung aufgenommen werden.The proposed piston pump can be designed in such a way that the area-reducing element is fastened on the one hand to a wall delimiting the front-side chamber, in particular the wall of the base body, and on the other hand engages in the piston opening in an axially displaceable manner. As a result, the surface-reducing element can also serve as a guide for the piston during its stroke movement in the forward stroke or reverse stroke, in addition to its surface-reducing function with respect to the piston surface. Any forces acting on the area-reducing element can be absorbed by the wall.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass das flächenreduzierende Element eine Umfangskontur aufweist, die mit der Umfangskontur der Kolbenöffnung korrespondiert bzw. im Wesentlichen korrespondiert. Insbesondere sind die Umfangskontur des flächenreduzierenden Elementes und die Umfangskontur der Kolbenöffnung einander entsprechend bzw. im Wesentlichen entsprechend. Dadurch ist eine Hubbewegung des Kolbens ohne Störung durch das in die Kolbenöffnung eingreifende flächenreduzierende Element begünstigt. Die Umfangskontur der Kolbenöffnung und die entsprechende Umfangskontur des flächenreduzierenden Elementes kann rund, beispielsweise kreisrund oder oval, oder unrund, insbesondere eckig oder mehreckig, wie beispielsweise viereckig oder sechseckig, ausgebildet sein.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the surface-reducing element has a peripheral contour that corresponds or essentially corresponds to the peripheral contour of the piston opening. In particular, the peripheral contour of the area-reducing element and the peripheral contour of the piston opening correspond or essentially correspond to one another. This promotes a stroke movement of the piston without being disturbed by the surface-reducing element engaging in the piston opening. The peripheral contour of the piston opening and the corresponding peripheral contour of the surface-reducing element can be round, for example circular or oval, or non-round, in particular angular or polygonal, such as square or hexagonal.
Es bietet sich an, dass das wenigstens eine flächenreduzierende Element zylinderförmig ausgebildet ist und eine Zylinderachse aufweist, welche in Richtung der Kolbenachse verläuft. Dadurch ist eine Hubbewegung des Kolbens ohne Störung durch das in die Kolbenöffnung eingreifende flächenreduzierende Element begünstigt. Die Stirnflächen des zylinderförmigen Elementes können rund, beispielsweise kreisrund oder oval, ausgebildet sein. Auch können die Stirnflächen unrund, insbesondere eckig, beispielsweise mehreckig, ausgebildet sein. It is advisable for the at least one surface-reducing element to be of cylindrical design and to have a cylinder axis which runs in the direction of the piston axis. This promotes a stroke movement of the piston without being disturbed by the surface-reducing element engaging in the piston opening. The end faces of the cylindrical element can be round, for example circular or oval. The end faces can also be non-round, in particular angular, for example polygonal.
Beispielsweise ist das flächenreduzierende Element als Stiftelement ausgebildet, dessen Längsachse die Zylinderachse bildet.For example, the area-reducing element is designed as a pin element whose longitudinal axis forms the cylinder axis.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass das flächenreduzierende Element, insbesondere die Längsachse und/oder die Zylinderachse des flächenreduzierenden Elements, koaxial bezüglich der Kolbenachse vorliegt und insbesondere das flächenreduzierende Element entlang der Kolbenachse verschiebbar in die Kolbenöffnung eingreift. Dadurch ist eine rotationssymmetrische Ausgestaltung des Kolbens bezüglich der Kolbenachse begünstigt. Alternativ kann das flächenreduzierende Element auch achsverschoben zu der Kolbenachse vorliegen. Grundsätzlich kann eine koaxiale oder achsverschobene Anordnung des flächenreduzierenden Elements je nach vorliegender Kolbengeometrie und/oder vorliegender Kolben-Kolbenstangen-Anordnung entsprechend gewählt werden.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the surface-reducing element, in particular the longitudinal axis and/or the cylinder axis of the surface-reducing element, is coaxial with respect to the piston axis and, in particular, the surface-reducing element engages in the piston opening so that it can be displaced along the piston axis. This promotes a rotationally symmetrical design of the piston with respect to the piston axis. Alternatively, the area-reducing element can also be offset from the axis of the piston. In principle, a coaxial or off-axis arrangement of the surface-reducing element can be selected accordingly depending on the existing piston geometry and/or existing piston-piston rod arrangement.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass die Kolbenöffnung eine vorbestimmte Öffnungsfläche aufweist und insbesondere das flächenreduzierende Elemente mit seinem Außenumfang dem Außenumfang der vorbestimmten Öffnungsfläche der Kolbenöffnung entspricht. Dadurch kann die wirksame Kolbenfläche des Kolbens in gewissen Grenzen eingestellt werden, indem je nach Bedarf eine bestimmte Öffnungsfläche der Kolbenöffnung gezielt realisiert wird. Dementsprechend ist auf diese Weise der bei Nennlast der Antriebseinrichtung durch den Kolbenhub aufbaubare Pumpdruck in gewissen Grenzen einstellbar.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the piston opening has a predetermined opening area and in particular the outer circumference of the surface-reducing element corresponds to the outer circumference of the predetermined opening area of the piston opening. As a result, the effective piston area of the piston can be set within certain limits by specifically realizing a specific opening area of the piston opening as required. Accordingly, the pump pressure that can be built up by the piston stroke at nominal load of the drive device can be adjusted within certain limits in this way.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass der Kolben ein in Richtung der Kolbenachse verlaufendes Durchgangsloch aufweist, in welches das flächenreduzierende Element über die Kolbenöffnung axial verschiebbar eingebracht ist. Dadurch ist vermieden oder zumindest weitgehend vermieden, dass sich bei einer Hubbewegung des Kolbens eine Gegenkraft aufbauen kann, beispielsweise durch die Bildung eines Fluidpolsters am eingreifenden Ende des flächenreduzierenden Elementes. Dadurch ist ferner eine einfache Fertigung der Kolbenöffnung begünstigt, da dazu lediglich der Durchgang in den Kolben einzubringen ist. In diese Richtung zielt auch die Maßnahme, dass nach einer Ausführungsform das Durchgangsloch als Bohrung ausgebildet ist. Das Durchgangsloch kann sich über den Kolben und gegebenenfalls bis in die Kolbenstange oder bis über die Kolbenstange erstrecken.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the piston has a through hole running in the direction of the piston axis, into which the surface-reducing element is introduced in an axially displaceable manner via the piston opening. This avoids or at least largely avoids a counterforce being able to build up during a stroke movement of the piston, for example due to the formation of a fluid cushion at the engaging end of the area-reducing element. This also facilitates simple production of the piston opening, since only the passage has to be made in the piston for this purpose. The measure that, according to one embodiment, the through-hole is designed as a bore also aims in this direction. The through hole can extend over the piston and, if necessary, into the piston rod or over the piston rod.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass das flächenreduzierende Element in die Kolbenöffnung fluiddicht eingreift. Dadurch ist einer möglichen Fluidleckage des in dem Kolbenraum, insbesondere der vorderseitigen Kammer, enthaltenden Fluidvolumens entgegengewirkt. Der fluiddichte Eingriff des flächenreduzierenden Elementes in die Kolbenöffnung bietet sich an, wenn die Kolbenöffnung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist und/oder das vorstehend beschriebene Durchgangsloch vorliegt, um beispielsweise darüber einen Leckageaustritt von Fluid zu vermeiden bzw. weitgehend zu vermeiden.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the surface-reducing element engages in the piston opening in a fluid-tight manner. This counteracts a possible fluid leakage of the fluid volume contained in the piston chamber, in particular the front chamber. The fluid-tight engagement of the surface-reducing element in the piston opening is appropriate if the piston opening is a through-opening is formed and / or the above-described through hole is present, for example, to avoid or largely avoid a leakage of fluid.
Eine mögliche Ausführungsform kann darin bestehen, dass ein Dichtelement vorgesehen ist, welches beispielsweise das flächenreduzierende Element gegenüber dem Kolben bzw. der Berandung der Öffnung abdichtet. Das Dichtelement kann in der Durchgangsöffnung bzw. dem Durchgangsloch angeordnet sein. Dazu kann eine umlaufende Vertiefung am Umfang der Durchgangsöffnung bzw. des Durchgangslochs vorgesehen sein, in welcher das Dichtelement aufgenommen ist. Insbesondere umgreift das Dichtelement das flächenreduzierende Element und insbesondere dichtet das Dichtelement gegen den Außenumfang des flächenreduzierenden Elements.A possible embodiment can consist in a sealing element being provided which, for example, seals the area-reducing element in relation to the piston or the edge of the opening. The sealing element can be arranged in the through opening or the through hole. For this purpose, a peripheral depression can be provided on the circumference of the through-opening or the through-hole, in which the sealing element is accommodated. In particular, the sealing element encompasses the area-reducing element and in particular the sealing element seals against the outer circumference of the area-reducing element.
Die vorgeschlagene Kolbenpumpe kann ferner so beschaffen sein, dass die Kolbenstange zumindest über einen Längenabschnitt einen Hohlkörper zur Aufnahme einer Gewindespindel aufweist. Beispielsweise bildet der Hohlkörper ein Gegenelement für die Gewindespindel aus, um beispielsweise zusammen mit der Gewindespindel einen Spindeltrieb auszubilden, welcher beispielsweise ein Bestandteil der Antriebseinrichtung ist. Dazu kann an dem Innenumfang des Hohlkörpers ein mit der Gewindespindel korrespondierendes Gewinde vorgesehen sein.The proposed piston pump can also be designed in such a way that the piston rod has a hollow body for accommodating a threaded spindle, at least over a length section. For example, the hollow body forms a counter-element for the threaded spindle in order, for example, to form a spindle drive together with the threaded spindle, which is, for example, a component of the drive device. For this purpose, a thread corresponding to the threaded spindle can be provided on the inner circumference of the hollow body.
Sofern die Kolbenöffnung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist bzw. das vorstehend beschriebene Durchgangsloch vorgesehen ist, bietet es an, dass sich die Durchgangsöffnung bzw. das Durchgangsloch bis in den Hohlkörper erstreckt. Dadurch mündet das Durchgangsloch bzw. die Durchgangsöffnung in dem Hohlkörper, so dass ein Durchgang von der Vorderseite des Kolbens bis zum Ende der Kolbenstange vorliegt.If the piston opening is designed as a through-opening or the through-hole described above is provided, it is possible for the through-opening or the through-hole to extend into the hollow body. As a result, the through hole or the through opening ends in the hollow body, so that there is a passage from the front side of the piston to the end of the piston rod.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem vorgeschlagen, welches die vorstehend vorgeschlagene Kolbenpumpe umfasst. Beispielsweise handelt es sich bei dem Fahrzeugbremssystem um ein Brake-by-Wire-Bremssystem.According to a further aspect, a hydraulic vehicle brake system is proposed which includes the piston pump proposed above. For example, the vehicle brake system is a brake-by-wire brake system.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Einstellen einer maximalen hydraulischen Pumpkraft einer Kolbenpumpe im Vorwärtshub vorgeschlagen. Die Kolbenpumpe umfasst einen Kolben mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Insbesondere ist die Vorderseite quer, beispielsweise orthogonal, zu einer Kolbenachse angeordnet. Insbesondere ist die Rückseite quer, beispielsweise orthogonal, zu der Kolbenachse angeordnet.According to a further aspect, a method for setting a maximum hydraulic pumping force of a piston pump in the forward stroke is proposed. The piston pump includes a piston having a front and a back. In particular, the front side is arranged transversely, for example orthogonally, to a piston axis. In particular, the rear side is arranged transversely, for example orthogonally, to the piston axis.
Insbesondere umfasst die Kolbenpumpe eine Kolbenstange. Insbesondere ist die Kolbenstange mit dem Kolben verschiebefest verbunden. Insbesondere erstreckt sich die Kolbenstange mit ihrer Längserstreckung von der Rückseite des Kolbens weg. Insbesondere ist die Kolbenstange eingerichtet, von einer Antriebseinrichtung angetrieben zu werden, um den Kolben zu betätigen.In particular, the piston pump includes a piston rod. In particular, the piston rod is non-displaceably connected to the piston. In particular, the length of the piston rod extends away from the rear of the piston. In particular, the piston rod is set up to be driven by a drive device in order to actuate the piston.
Insbesondere umfasst die Kolbenpumpe einen Grundkörper mit einem Kolbenraum, in welchem der Kolben in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse und/oder in Richtung bzw. entlang der Kolbenachse hin- und herbewegbar aufgenommen ist. Insbesondere begrenzt der Kolben mit seiner Vorderseite eine vorderseitige Kammer des Kolbenraumes. Insbesondere begrenzt der Kolben mit seiner Rückseite eine rückseitige Kammer des Kolbenraumes.In particular, the piston pump comprises a base body with a piston chamber in which the piston is accommodated so that it can move back and forth in the axial direction with respect to the piston axis and/or in the direction of or along the piston axis. In particular, the front side of the piston delimits a front-side chamber of the piston space. In particular, the rear of the piston delimits a rear chamber of the piston chamber.
Insbesondere umfasst die Kolbenpumpe wenigstens zwei Fluidanschlüsse, beispielsweise um die Kolbenpumpe mit dem Fahrzeugbremssystem hydraulisch zu verbinden. Beispielsweise ist einer der Fluidanschlüsse der vorderseitigen Kammer zugeordnet, insbesondere an dem Grundkörper angeordnet. Beispielsweise ist wenigstens ein anderer der Fluidanschlüsse der rückseitigen Kammer zugeordnet, insbesondere an dem Grundkörper angeordnet.In particular, the piston pump comprises at least two fluid connections, for example in order to hydraulically connect the piston pump to the vehicle brake system. For example, one of the fluid connections is assigned to the front chamber, in particular arranged on the base body. For example, at least one other of the fluid connections is assigned to the rear chamber, in particular arranged on the base body.
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst die Schritte oder besteht aus den Schritten:
- i) Einbringen einer Kolbenöffnung mit einer vorbestimmten Öffnungsfläche an der Vorderseite des Kolbens;
- ii) Bereitstellen eines flächenreduzierenden Elementes mit einer Umfangskontur, welche mit einer Umfangskontur der Kolbenöffnung korrespondiert;
- iii) Anordnen des flächenreduzierenden Elementes derart, dass es einerseits an einer die vorderseitige Kammer begrenzenden Wandung befestigt ist und andererseits in die Kolbenöffnung axial verschiebbar eingreift.
- i) providing a piston port having a predetermined opening area at the front of the piston;
- ii) providing an area-reducing element having a peripheral contour which corresponds to a peripheral contour of the piston opening;
- iii) arranging the surface-reducing element in such a way that it is fastened on the one hand to a wall delimiting the front-side chamber and on the other hand engages in the piston opening in an axially displaceable manner.
Durch das vorgeschlagene Verfahren kann die maximale Pumpkraft der Kolbenpumpe im Vorwärtshub, also die maximale Pumpkraft bei Nennlast der Antriebseinrichtung, je nach Kundenwunsch in einfacher Weiser eingestellt werden. Dies geschieht anhand der Kolbenöffnung und dem flächenreduzierenden Element, durch welche die wirksame Kolbenfläche des Kolbens und damit die maximale Pumpkraft beeinflussbar ist. Hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen zur vorgeschlagenen Kolbenpumpe verwiesen, welche im Hinblick auf die im vorgeschlagenen Verfahren zugrunde gelegte Kolbenpumpe in gleicher Weise hergezogen werden können. Bei der Kolbenpumpe des vorgeschlagenen Verfahrens kann es sich um die vorstehend vorgeschlagene Kolbenpumpe handeln.With the proposed method, the maximum pumping force of the piston pump in the forward stroke, that is to say the maximum pumping force at the rated load of the drive device, can be set in a simple manner depending on the customer's requirements. This is done using the piston opening and the area-reducing element, through which the effective piston area of the piston and thus the maximum pumping force can be influenced. In this regard, reference is made to the above statements on the proposed piston pump, which are used in the same way with regard to the piston pump on which the proposed method is based can. The piston pump of the proposed method can be the piston pump proposed above.
Zur Einstellung der maximalen Pumpkraft ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren darauf abgestellt, dass die Kolbenöffnung eine vorbestimmte Öffnungsfläche hat und die Umfangskontur des flächenreduzierenden Elementes mit der Umfangskontur der Kolbenöffnung korrespondiert. Die maximale Pumpkraft der Kolbenpumpe lässt sich in der Weise einstellen, dass je nach angestrebter maximaler Pumpkraft die Öffnungsfläche der Kolbenöffnung entsprechend vorbestimmt wird. Dadurch ist es ermöglicht, etwaige Überlastzustände der Bremse gezielt zu vermeiden oder diesen entgegenzuwirken, und zwar individuell je nach Kundenwunsch.In order to set the maximum pumping force, the proposed method is based on the piston opening having a predetermined opening area and the peripheral contour of the area-reducing element corresponding to the peripheral contour of the piston opening. The maximum pumping force of the piston pump can be set in such a way that the opening area of the piston opening is correspondingly predetermined depending on the desired maximum pumping force. This makes it possible to specifically avoid any overload conditions of the brake or to counteract them, depending on the customer's individual requirements.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Kolbenpumpe für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem in einer schematischen Darstellung, -
2A die wirksame Kolbenfläche eines Kolbens der Kolbenpumpe gemäß der1 bei einem Druckaufbau im Rückwärtshub des Kolbens, -
2B die wirksame Kolbenfläche des Kolbens der Kolbenpumpe gemäß der1 bei einem Druckaufbau im Vorwärtshub des Kolbens, -
2C die wirksame Kolbenfläche des Kolbens der Kolbenpumpe gemäß der1 bei einem Ansaugen von Fluidvolumen in eine vorderseitige Kammer im Rückwärtshub des Kolbens und -
3 ein mögliches Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems in einer Brake-by-Wire-Anwendung mit der Kolbenpumpe gemäß der1 in einer schematischen Darstellung.
-
1 a possible embodiment of a piston pump for a hydraulic vehicle brake system in a schematic representation, -
2A the effective piston area of a piston of the piston pump according to1 with a pressure build-up in the backward stroke of the piston, -
2 B the effective piston area of the piston of the piston pump according to1 with a pressure build-up in the forward stroke of the piston, -
2C the effective piston area of the piston of the piston pump according to1 upon suction of fluid volume into a front chamber in the return stroke of the piston and -
3 a possible embodiment of a hydraulic vehicle braking system in a brake-by-wire application with the piston pump according to1 in a schematic representation.
Bevorzugt umfasst die exemplarische Kolbenpumpe 1 einen oder wenigstens einen Kolben 2 mit einer Vorderseite 2.1 und einer Rückseite 2.2. Bevorzugt ist die Vorderseite 2.1 quer, beispielsweise orthogonal, zu einer Kolbenachse A des Kolbens 2 angeordnet. Bevorzugt ist die Rückseite 2.2 quer, beispielsweise orthogonal, zu der Kolbenachse A angeordnet.The exemplary piston pump 1 preferably comprises one or at least one
Bevorzugt umfasst die exemplarische Kolbenpumpe 1 eine Kolbenstange 3, welche mit den Kolben 2 verschiebefest verbunden ist. Bevorzugt erstreckt sich die Kolbenstange 3 mit ihrer Längserstreckung von der Rückseite 2.2 des Kolbens 2 weg. Bevorzugt ist die Kolbenstange 3 eingerichtet, von einer Antriebseinrichtung 50 angetrieben zu werden, um den Kolben 2 zu betätigen.The exemplary piston pump 1 preferably comprises a
Bevorzugt umfasst die exemplarische Kolbenpumpe 1 einen Grundkörper 4 mit einem Kolbenraum 5, in welchem der Kolben 2 in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse A hin- und herbewegbar aufgenommen ist. Bevorzugt begrenzt der Kolben 2 mit seiner Vorderseite 2.1 eine vorderseitige Kammer 5.1 des Kolbenraumes 5. Bevorzugt begrenzt der Kolben 2 mit seiner Rückseite 2.2 eine rückseitige Kammer 5.2 des Kolbenraumes 5. Dadurch ist der wenigstens eine Kolben 2 beidseitig wirkend, kann also über die Vorderseite 2.1 in einem Vorwärtshub und ebenso über die Rückseite 2.2 in einem Rückwärtshub einen Pumpdruck aufbauen. Bauartbedingt ist beispielsweise das Volumen der vorderseitigen Kammer 5.1 größer als das Volumen der rückseitigen Kammer 5.2.The exemplary piston pump 1 preferably comprises a base body 4 with a
Bevorzugt umfasst die exemplarische Kolbenpumpe 1 mindestens zwei Fluidanschlüsse 6, 7, beispielsweise um mit dem Fahrzeugbremssystem hydraulisch verbunden zu werden. Bevorzugt sind die Fluidanschlüsse 6, 7 an dem Grundkörper 4 angeordnet. Bevorzugt ist einer der Fluidanschlüsse 6, 7, insbesondere der Fluidanschluss 6, der vorderseitigen Kammer 5.1 zugeordnet, insbesondere mit der vorderseitigen Kammer 5.1 hydraulisch verbunden, insbesondere dauerhaft hydraulisch verbunden. Bevorzugt ist wenigstens ein anderer der Fluidanschlüsse 6, 7, insbesondere der Fluidanschluss 7, der rückseitigen Kammer 5.2 zugeordnet, insbesondere mit der rückseitigen Kammer 5.2 hydraulisch verbunden, insbesondere dauerhaft hydraulisch verbunden.The exemplary piston pump 1 preferably comprises at least two
Zur hydraulischen Abdichtung des Kolbens 2 gegenüber dem Grundkörper 4 kann ein erstes Dichtelement 10 vorgesehen sein. Beispielsweise ist das erste Dichtelement 10 in einer umfangsseitig umlaufenden Nut des Kolbens 2 angeordnet. Beispielsweise dichtet das erste Dichtelement 10 gegen einen umlaufenden Wandungsabschnitt 4.1 des Grundkörpers 4, welcher den Kolbenraum 5 umfangsseitig begrenzt. Bevorzugt ist durch das erste Dichtelement 10 die vorderseitige Kammer 5.1 von der rückseitigen Kammer 5.2 dichtend getrennt. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Dichtelement 10 um einen O-Ring.A
Bevorzugt ist ein zweites Dichtelement 11 vorgesehen, welches zwischen der Kolbenstange 3 und dem Grundkörper 4 angeordnet ist, um eine hydraulische Abdichtung der rückseitigen Kammer 5.2 zu erreichen. Beispielsweise ist das zweite Dichtelement 11 in einer umfangsseitig umlaufenden Nut an einem umlaufenden Wandungsabschnitt 4.2 des Grundkörpers 4 angeordnet, welcher die Kolbenstange 3 umgibt. Beispielsweise dichtet das zweite Dichtelement 11 gegen den Außenumfang der Kolbenstange 3. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Dichtelement 11 um einen O-Ring.A
Bevorzugt weist die exemplarische Kolbenpumpe 1 einen weiteren Fluidanschluss 8 auf. Beispielsweise ist der weitere Fluidanschluss 8 über einen im Bereich der Kolbenstange 3 angeordneten Bypass 13 mit der rückseitigen Kammer 5.2 hydraulisch verbindbar, je nachdem in welcher Hubposition sich der Kolben 2 befindet. Beispielsweise ist der Bypass 13 durch eine sich in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse A längserstreckende Nut gebildet oder der Bypass 13 weist eine solche Nut auf.The exemplary piston pump 1 preferably has a
Bevorzugt ist in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse A der weitere Fluidanschluss 8 zwischen dem ersten Dichtelement 10 und dem zweiten Dichtelement 11 angeordnet. Um einen hydraulischen Kurzschluss zwischen der rückseitigen Kammer 5.2 und dem weiteren Fluidanschluss 8 zu vermeiden, ist bevorzugt ein drittes Dichtelement 12 vorgesehen. Beispielsweise ist dazu das dritte Dichtelement 12 zwischen der rückseitigen Kammer 5.2 und dem weiteren Fluidanschluss 8 angeordnet. Bevorzugt ist das dritte Dichtelement 12 in einer umfangsseitig umlaufenden Nut, insbesondere weiteren Nut, an dem Wandungsabschnitt 4.2 des Grundkörpers 4 angeordnet und dichtet beispielsweise gegen den Außenumfang der Kolbenstange 3. Beispielsweise ist das dritte Dichtelement 12 als Dichtlippe ausgebildet oder weist eine Dichtlippe auf.The
Bei der exemplarischen Kolbenpumpe 1 umfasst die Antriebseinrichtung 50 exemplarisch einen Spindeltrieb 51 und einen elektromotorischen Antrieb 52, welcher auf den Spindeltrieb 51 antreibend wirkt. Der Spindeltrieb 51 dient beispielsweise dazu, eine rotatorische Antriebsbewegung in eine translatorische Abtriebsbewegung zu wandeln. Beispielsweise umfasst der Spindeltrieb 51 einer Gewindespindel 53 auf, welche beispielsweise mit einem Gegenelement 54, wie beispielsweise einer Spindelmutter, zusammenwirkt. Die Gewindespindel 53 kann in einer Aufnahme aufgenommen sein bzw. hineinragen, welche ein Bestandteil eines Hohlkörpers 3.1 der Kolbenstange 3 ist. Das Gegenelement 54 des Spindeltriebs 51 ist beispielsweise in oder an der Aufnahme ausgebildet.In the exemplary piston pump 1, the
Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung 50 zum Antreiben des Kolbens 2 derart eingerichtet, dass der Kolben 2 in axialer Richtung bezüglich der Kolbenachse A sowohl in eine Vorwärtsbewegung als auch in eine Rückwärtsbewegung gebracht werden kann. Durch die Antriebseinrichtung 50 ist also sowohl ein Vorwärtshub als auch ein Rückwärtshub des Kolbens 2 ermöglicht. Im Vorwärtshub baut der Kolben 2 über seine Vorderseite 2.1 einen Pumpdruck auf. Im Rückwärtshub baut der Kolben 2 über seine Rückseite 2.2 einen Pumpdruck auf. Der Pumpdruck im Vorwärtshub wie auch im Rückwärtshub ist in seinem Maximalwert begrenzt durch die Auslegung der Antriebseinrichtung 50.The
Um den bei Nennlast der Antriebseinrichtung 50 maximal zu erreichenden Pumpdruck der exemplarischen Kolbenpumpe 1 im Vorwärtshub zu erhöhen, kann der Kolben 2 an seiner Vorderseite 2.1 eine Kolbenöffnung 2.3 aufweisen, in welche ein flächenreduzierendes Element 9 axial verschiebbar eingreift, das gehäusefest bezüglich des Grundkörpers 4 angeordnet ist. Dadurch ist an der Vorderseite 2.1 des Kolbens 2 die wirksame Kolbenfläche zum Aufbau des Pumpdrucks reduziert, insbesondere um die Öffnungsfläche der Kolbenöffnung 2.3 reduziert. Infolgedessen ergibt sich bei Nennlast der Antriebseinrichtung 50 ein höherer Pumpdruck im Vorwärtshub des Kolbens 2 gegenüber dem Zustand, in dem die Kolbenöffnung 2.3 und das flächenreduzierende Element 9 nicht vorgesehen sind.In order to increase the maximum pump pressure of the example piston pump 1 that can be reached at the nominal load of the
Das flächenreduzierende Element 9 ist beispielsweise an einer die vorderseitige Kammer 5.1 begrenzenden Wandung 4.3 befestigt. Bei der Wandung 4.3 handelt es sich beispielsweise um eine stirnseitige Wandung des Grundkörpers 4 und/oder einen Deckel bzw. Kolbendeckel, welcher stirnseitig des Kolbens 2 an dem Grundkörper 4 angeordnet ist. Bevorzugt weist das flächenreduzierende Element 9 eine Umfangskontur auf, welche mit der Umfangskontur der Kolbenöffnung 2.3 korrespondiert. Beispielsweise ist das flächenreduzierende Element 9 als Zylinder 9.1 bzw. zylinderförmig ausgebildet und weist eine Zylinderachse 9.2 auf, welche in Richtung der Kolbenachse A verläuft.The area-reducing
Bevorzugt hat das flächenreduzierende Element 9 einen Querschnitt, welcher rund, beispielsweise kreisrund ausgebildet ist. Bevorzugt liegt das flächenreduzierende Element 9 mit seiner Mittelachse bzw. Zylinderachse 9.2 auf der Kolbenachse A. Bevorzugt weist die Kolbenöffnung 2.3 eine Mittelachse auf, welche ebenfalls auf der Kolbenachse A liegt, also im Zentrum des Kolbens 2 angeordnet ist.The area-reducing
Bei der exemplarischen Kolbenpumpe 1 hat der Kolben 2 beispielsweise ein in Richtung der Kolbenachse A verlaufendes Durchgangsloch 2.4, in welches das flächenreduzierende Element 9 über die Kolbenöffnung 2.3 axial verschiebbar eingebracht ist. Bevorzugt erstreckt sich das Durchgangsloch 2.4 bis in den Hohlkörper 3.1 der Kolbenstange 3. Dadurch hat das Durchgangsloch 2.4 keine flächenreduzierende Wirkung auf die wirksame Kolbenfläche an der Rückseite 2.2 des Kolbens 2, da dort die wirksame Kolbenfläche um die von dem Außenumfang der Kolbenstange 3 aufgespannten Querschnittsfläche sowieso reduziert ist (
Bevorzugt greift das flächenreduzierende Element 9 in die Kolbenöffnung 2.3 fluiddicht ein. Dazu kann ein Dichtelement 9.3 vorgesehen sein, welches zum Abdichten des flächenreduzierenden Elementes 9 gegenüber dem Kolben 2 dient. Beispielsweise ist das Dichtelemente 9.3 in einer umlaufenden Nut am Umfang der des Durchgangsloches 2.4 aufgenommen und dichtet gegenüber dem Außenumfang des flächenreduzierenden Elementes 9 fluiddicht ab.The surface-reducing
Die im Rückwärtshub des Kolbens 2 wirksame Kolbenfläche ist in der
Die im Vorwärtshub des Kolbens 2 wirksame Kolbenfläche ist in der
Das Fahrzeugbremssystem 100 umfasst ferner ein Bremszylindermodul 110 mit einem Bremspedal 120. Das Bremszylindermodul 110 ist mit einem Fluidreservoir 130 hydraulisch verbunden. Das Fluidreservoir 130 ist wiederum über den Fluidanschluss 8 mit der Kolbenpumpe 1 hydraulisch verbunden. Die Fluidanschlüsse 6, 7 der Kolbenpumpe 1 sind wiederum mit unterschiedlichen Stellventilen des Fahrzeugbremssystems 100 hydraulisch verbunden. Bezügliche dieser Stellventile, deren Funktionsweise und Verschaltung im Fahrzeugbremssystem 100 wird nicht näher eingegangen; hierzu wird auf die entsprechende Offenbarung in der
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Bezugnahme auf einen bestimmten Aspekt oder eine bestimmte Ausführungsform oder eine bestimmte Ausgestaltung, dass ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem jeweiligen Aspekt oder der jeweiligen Ausführungsform oder der jeweiligen Ausgestaltung beschrieben ist, zumindest dort enthalten ist, aber nicht notwendigerweise in allen Aspekten oder Ausführungsformen oder Ausgestaltungen enthalten sein muss.In the present specification, reference to a particular aspect, embodiment or configuration means that a particular feature or characteristic described in connection with that aspect, embodiment or configuration is at least included therein is, but need not necessarily be included in all aspects or embodiments or configurations.
Die Verwendung von einzelnen oder allen Beispielen oder einer beispielhaften Ausdrucksweise im Text soll lediglich die Offenbarung beleuchten und stellt keine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Offenbarung dar, wenn nichts anders behauptet wird. Auch ist keine Ausdrucksweise oder Formulierung der Beschreibung so zu verstehen, dass es sich um ein nicht beanspruchtes, aber für die Praxis wesentliches Element handelt ist.The use in the text of any or all examples or exemplary language is intended only for illumination of the disclosure and should not be construed as a limitation on the scope of the disclosure unless otherwise indicated. Nor should any language or wording of the specification be construed as implying an unclaimed but essential element of practice.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kolbenpumpepiston pump
- 22
- KolbenPistons
- 2.12.1
- Vorderseitefront
- 2.22.2
- Rückseiteback
- 2.32.3
- Kolbenöffnungbutt opening
- 2.42.4
- Durchgangslochthrough hole
- 33
- Kolbenstangepiston rod
- 3.13.1
- Hohlkörperhollow body
- 44
- Grundkörperbody
- 4.14.1
- Wandungsabschnittwall section
- 4.24.2
- Wandungsabschnittwall section
- 4.34.3
- Wandungwall
- 55
- Kolbenraumpiston space
- 5.15.1
- vorderseitige Kammerfront chamber
- 5.25.2
- rückseitige Kammerback chamber
- 66
- Fluidanschlussfluid connection
- 77
- Fluidanschlussfluid connection
- 88th
- Fluidanschlussfluid connection
- 99
- flächenreduzierendes Elementarea-reducing element
- 9.19.1
- Zylindercylinder
- 9.29.2
- Zylinderachsecylinder axis
- 9.39.3
- Dichtelementsealing element
- 1010
- erstes Dichtelementfirst sealing element
- 1111
- zweites Dichtelementsecond sealing element
- 1212
- drittes Dichtelementthird sealing element
- 1313
- Bypass bypass
- 2020
- wirksame Kolbenfläche (Rückwärtshub)effective piston area (reverse stroke)
- 3030
- wirksame Kolbenfläche (Vorwärtshub)effective piston area (forward stroke)
- 30'30'
- wirksame Kolbenflächeeffective piston area
- 5050
- Antriebseinrichtungdrive device
- 5151
- Spindeltriebspindle drive
- 5252
- elektrischer Antriebelectric drive
- 5353
- Gewindespindellead screw
- 5454
- Gegenelement counter element
- 100100
- Fahrzeugbremssystemvehicle braking system
- 110110
- Bremszylindereinheitbrake cylinder unit
- 120120
- Bremspedalbrake pedal
- 130130
- Fluidreservoirfluid reservoir
- 150150
- Radbremse wheel brake
- AA
- Kolbenachsepiston axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102021112434 [0058, 0059]DE 102021112434 [0058, 0059]
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |