DE19812043A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (10) mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben (16). Zur Ausbildung des Kolbens (16) als gestufter Kolben (16) schlägt die Erfindung vor, eine Kolbenbüchse (32) auf den Kolben (16) aufzupressen. Dies hat den Vorteil eines einfach herstellbaren, gestuften Kolbens (16). Weiterer Vorteil ist die Verwendbarkeit eines vorhandenen zylindrischen Kolbens (16), dessen Anwendungsmöglichkeiten durch die aufgepreßte Kolbenbüchse (32) vergrößert werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs, die zur Verwendung in einer schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist.

Derartige Kolbenpumpen sind an sich bekannt. Die bekannten Kolbenpumpen weisen ein Pumpengehäuse mit einer Pumpenbohrung auf, in der ein Kolben axial verschieblich aufgenommen ist. Der Kolben kann unmittelbar in der Pumpenbohrung oder mittelbar in einer in die Pumpenbohrung eingesetzten Laufbuchse geführt sein. Ein Antrieb des Kolbens zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung erfolgt bei den bekannten Kolbenpumpen mittels eines Exzenterantriebs.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Kolben auf, an dem eine Kolbenbüchse beispielsweise durch Aufpressen axial unverschieblich angebracht ist. Die Kolbenbüchse erstreckt sich nur über einen Teil der Länge des Kolbens. Auf diese Weise wird einfach und preisgünstig ein Stufenkolben erhalten, wie er für manche Anwendungen erforderlich oder zumindest zweckmäßig ist. Mit Stufenkolben ist ein Kolben gemeint, der im Bereich seiner beiden Enden, oder allgemeiner ausgedrückt, an zwei axial voneinander beabstandeten Stellen, auf unterschiedlichen Durchmessern axial verschieblich geführt ist. Durch Verwendung eines Stufenkolbens läßt sich beispielsweise das Ansaugverhalten einer Einkanalpumpe, also einer Kolbenpumpe mit nur einem Verdrängungsraum, beeinflussen. So saugt eine Einkanal-Kolbenpumpe bei Verwendung eines Stufenkolbens, der an seinem dem Verdrängungsraum zugewandten Ende auf einem größeren Durchmesser geführt ist als auf seinem dem Verdrängungsraum abgewandten Ende sowohl während eines Förderhubs, bei dem sich ein Volumen des Verdrängungsraums verkleinert, als auch während eines Saughubs, bei dem sich das Volumen des Verdrängungsraums vergrößert, wogegen eine Kolbenpumpe mit einem Einfachkolben, also einem Kolben, der an seinen beiden Enden auf demselben Durchmesser geführt ist, ausschließlich während des Saughubs ansaugt. Der Stufenkolben der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe wird an zwei Führungsflächen des Kolbens axial im Pumpengehäuse geführt. Die erste Führungsfläche befindet sich axial außerhalb der Kolbenbüchse, sie ist am Umfang des Kolbens axial außerhalb der Kolbenbüchse oder beispielsweise auch an einem axial außerhalb der Kolbenbüchse am Kolben angebrachten Führungsring ausgebildet. Die zweite Führungsfläche ist an der Kolbenbüchse ausgebildet.

Weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist, daß ein vorhandener, im wesentlichen zylindrischer Kolben einfach durch Anbringen der Kolbenbüchse zu einem Stufenkolben ausgebildet werden kann, wodurch der Kolben vielfältig verwendbar ist. Hinzu kommt der Vorteil, daß der Kolben im wesentlichen zylindrisch ohne Stufung und insbesondere ohne Hinterschneidungen herstellbar ist, was die Herstellung vereinfacht und verbilligt.

Des weiteren läßt sich mit der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ein vorhandener Stufenkolben, also beispielsweise auch ein Kolben, der mittels eines aufgesetzten Führungsrings an einem Ende axial verschieblich geführt ist, zu einem Einfachkolben ausbilden, der am anderen Ende bzw. mit axialem Abstand von der einen Führung auf denselben Durchmesser axial verschieblich geführt ist.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere als Pumpe in einer Bremsanlage eines Fahrzeugs vorgesehen und wird beim Steuern des Drucks in Radbremszylindern verwendet. Je nach Art der Bremsanlage werden für derartige Bremsanlagen die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR bzw. FDR bzw. EHB verwendet. In der Bremsanlage dient die Pumpe beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylinder oder aus mehreren Radbremszylindern in einen Hauptbremszylinder (ABS) und/oder zum Fördern von Bremsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in einen Radbremszylinder oder in mehrere Radbremszylinder (ASR bzw. FDR bzw. EHB). Die Pumpe wird beispielsweise bei einer Bremsanlage mit einer Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) und/oder bei einer als Lenkhilfe dienenden Bremsanlage (FDR) und/oder bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) benötigt. Mit der Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) kann beispielsweise ein Blockieren der Räder des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs bei starkem Druck auf das Bremspedal (ABS) und/oder ein Durchdrehen der angetriebenen Räder des Fahrzeugs bei starkem Druck auf das Gaspedal (ASR) verhindert werden. Bei einer als Lenkhilfe (FDR) dienenden Bremsanlage wird unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals bzw. Gaspedals ein Bremsdruck in einem oder in mehreren Radbremszylindern aufgebaut, um beispielsweise ein Ausbrechen des Fahrzeugs aus der vom Fahrer gewünschten Spur zu verhindern. Die Pumpe kann auch bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) verwendet werden, bei der die Pumpe die Bremsflüssigkeit in den Radbremszylinder bzw. in die Radbremszylinder fördert, wenn ein elektrischer Bremspedalsensor eine Betätigung des Bremspedals erfaßt oder bei der die Pumpe zum Füllen eines Speichers der Bremsanlage dient.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugt ausgewählter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsschnitt einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe; und

Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Kolbenpumpe gemäß der Erfindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist in einen Hydraulikblock 12 einer schlupfgeregelten, im übrigen nicht dargestellten Fahrzeugbremsanlage eingesetzt. Im den Hydraulikblock 12, von dem in der Zeichnung der klaren Darstellung wegen lediglich ein die Kolbenpumpe 10 umgebendes Bruchstück dargestellt ist, sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere, nicht dargestellte, hydraulische Bauelemente der Fahrzeugbremsanlage wie Magnetventile, Hydrospeicher und Hydrodämpfer eingesetzt und hydraulisch miteinander und mit der Kolbenpumpe 10 verschaltet. Der Hydraulikblock ist über eine oder mehrere Bremsleitungen hydraulisch an einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder angeschlossen, an den Hydraulikblock 12 sind über Bremsleitungen nicht dargestellte Radbremszylinder hydraulisch angeschlossen. Der Hydraulikblock 12 bildet ein Pumpengehäuse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 und wird nachfolgend als solches bezeichnet.

Im Pumpengehäuse 12 ist eine durchgehende Pumpenbohrung 14 angebracht, in die ein im wesentlichen zylindrischer Kolben 16 der Kolbenpumpe 10 eingesetzt ist. Der Kolben 16 weist zwei axial voneinander beabstandete Führungsflächen 18, 20 auf, mit denen er axial verschieblich in der Pumpenbohrung 14 geführt ist. Eine erste Führungsfläche 18 befindet sich nahe eines Stirnendes des Kolbens 16, das einem Verdrängungsraum 22 der Kolbenpumpe 10 zugewandt ist. Die erste Führungsfläche 18 wird von einem Führungsring 24 aus Kunststoff gebildet, der auf den Kolben 16 aufgesetzt ist und der sich über einen Stützring 26 in axialer Richtung an einer Ringstufe 28 des Kolbens 16 abstützt. Auf einer dem Stützring 26 abgewandten Seite des Führungsrings 24 ist ein Elastomerdichtring 30 angeordnet, der den Verdrängungsraum 22 abdichtet. Auf ein dem Verdrängungsraum 22 abgewandtes Stirnende des Kolbens 16 ist eine Kolbenbüchse 32 aufgepreßt, die durch Reibschluß axial auf dem Kolben 16 fixiert ist. Eine Außenumfangsfläche der Kolbenbüchse 32 bildet die zweite Führungsfläche 20 des Kolbens 16. Durch die aufgepreßte Kolbenbüchse 32 wird auf einfache Weise ein Einfachkolben 16 erhalten, dessen beide Führungsflächen 18, 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel denselben Durchmesser aufweisen, so daß eine nicht gestufte, zylindrische Pumpenbohrung 14 zur Aufnahme und Führung des Kolbens 16 ausreicht. Bei Bedarf können eine Kolbenbüchse 33 mit kleinerer Wandstärke (Fig. 2) oder mit größerer Wandstärke (nicht dargestellt) als die in Fig. 1 gezeigte Kolbenbüchse 32 auf den Kolben 16 aufgepreßt sein, so daß die Führungsflächen 18, 20 des Kolbens 16 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Auf diese Weise ist der Kolben 16 der in Fig. 2 dargestellten Kolbenpumpe 10 als Stufenkolben 16 ausgebildet, der einen Ansaugeffekt sowohl bei einem Saughub des Kolbens, bei dem der Kolben 16 ein Volumen des Verdrängungsraums 22 vergrößert, als auch bei einem Förderhub, bei dem der Kolben 16 das Volumen des Verdrängungsraums verkleinert, durch Volumenänderung eines den Kolben 16 zwischen seinen beiden Führungsflächen 18, 20 umgebenden Ringraums 34 bewirkt. Die Ausbildung des Kolbens 16, der in Fig. 1 dargestellten Kolbenpumpe 10 als Einfachkolben 16 durch Aufpressen der Kolbenbüchse 32 hat zudem den Vorteil, daß ein vorhandener, im wesentlichen zylindrischer Kolben 16 Verwendung finden kann, der an sich für eine nicht dargestellte Kolbenpumpe mit gestufter Pumpenbohrung vorgesehen ist. Es kann also auf einen vorhandenen Kolben 16 zurückgegriffen werden. Im übrigen ist die in Fig. 2 dargestellte Kolbenpumpe 10 übereinstimmend mit der in Fig. 1 dargestellten Kolbenpumpe 10 aufgebaut und funktioniert in gleicher Weise. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich Fig. 2 auf die entsprechenden Ausführungen zu Fig. 1 hingewiesen. Im beiden Figuren sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Zum Antrieb weist die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 einen elektromotorisch rotierend antreibbaren Exzenter 36 auf, der auf einer dem Verdrängungsraum 22 abgewandten Stirnseite des Kolbens 16 angeordnet ist und an dessen Umfang der Kolben 16 mit einer Stirnfläche 38 anliegt.

Ein Einlaß von mit der Kolbenpumpe 10 zu förderndem Fluid erfolgt durch eine Einlaßbohrung 40, die radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 12 angebracht ist und die in den Ringraum 34 mündet. Der den Kolben 16 umgebende Ringraum 34 ist an seinen beiden Stirnenden vom Stützring 26 in den Ringraum 34 und von der Kolbenbüchse 32 begrenzt, ein Außenumfang des Ringraums 34 wird von der Pumpenbohrung 14 begrenzt. Die Einlaßbohrung 40 mündet somit zwischen der Kolbenbüchse 32 und dem Stützring 26, die Kolbenbüchse 32 befindet sich zwischen dem die Einlaßbohrung 40 aufweisenden Fluideinlaß der Kolbenpumpe 10 und dem Exzenter 36. Die Kolbenbüchse 32 wird somit lediglich mit dem niedrigen, in der Einlaßbohrung 40 herrschenden Druck beaufschlagt, nicht jedoch mit Hochdruck wie er beim Fördern von Fluid im Verdrängungsraum 22 auftreten kann.

Der Ringraum 34 kommuniziert durch ungefähr in einer Längsmitte des Kolbens 16 angebrachte Querbohrungen 42 mit einer Sackbohrung 44, die axial im Kolben 16 angebracht ist und mit einem konischen Ventilsitz 46 an dem den Verdrängungsraum 22 begrenzenden Stirnende des Kolbens 16 mündet. Der Einlaß von zu förderndem Fluid in die Kolbenpumpe 10 erfolgt also durch die im Kolben 16 angebrachten Bohrungen 42, 44, wobei die Querbohrungen 42 zwischen dem Führungsring 24 und der Kolbenbüchse 32, also zwischen den beiden Führungsflächen 18, 20 des Kolbens 16 am Umfang des Kolbens 16 in den Ringraum 34 münden.

Als Einlaßventil 48 weist die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 ein federbelastetes Rückschlagventil auf: Das Einlaßventil 48 umfaßt eine Ventilkugel 50 als Ventilschließkörper, die von einer eine Ventilschließfeder 52 bildenden Schraubendruckfeder gegen den die Mündung der axialen Sackbohrung 44 im Kolben 16 bildenden Ventilsitz 46 gedrückt wird. Die Ventilschließfeder 52 und die Ventilkugel 50 sind in einem napfförmigen, als Tiefziehteil aus Blech hergestellten Ventilkäfig 54 aufgenommen, an dessen Boden 56 sich die Ventilschließfeder 52 abstützt. Der Ventilkäfig 54 weist Durchströmöffnungen 58 in Umfang und Boden 56 auf.

Der Ventilkäfig 54 erweitert sich an seinem offenen Ende mit einer Ringstufe 60, mit der er am Kolben 16 angebracht ist. Ein freier Rand des Ventilkäfigs 54 ist radial nach außen stehend zu einem lochscheibenförmigen Federteller 62 umgeformt, an dem eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kolbenrückstellfeder 64 angreift. Die Kolbenrückstellfeder 64 ist den Ventilkäfig 54 umgebend im Verdrängungsraum 22 angeordnet, sie stützt sich gegen ein zylindrisches Verschlußelement 66 ab, das den Verdrängungsraum 22 verschließend auf einem dem Exzenter 36 abgewandten Seite in der Pumpenbohrung 14 angebracht ist. Die Kolbenrückstellfeder 64 ist stärker ausgebildet als die Ventilschließfeder 52. Die am Federteller 62 des Ventilkäfigs 54 angreifende Kolbenrückstellfeder 64 erhält den Ventilkäfig 54 bei allen beim Betrieb der Kolbenpumpe 10 auftretenden Belastungen gegen die Kraft der Ventilschließfeder 52 am Kolben 16. Des weiteren drückt die Kolbenrückstellfeder 64 den Kolben 16 in Anlage an den Umfang des den Kolben 16 zu seiner Hubbewegung antreibenden Exzenters 36. Außer zur Abstützung der Kolbenrückstellfeder 64 am Kolben 16 dient der Federteller 62 dazu, den Elastomerdichtring 30 axial auf dem Kolben 16 zu fixieren. Der Federteller 62 hält den Elastomerdichtring 30 mit Spiel zwischen sich und dem Führungsring 24, so daß der Elastomerdichtring 30 axial gestaucht wird.

Das Verschlußelement 66 ist durch eine umlaufende Verstemmung 68 des Pumpengehäuses 12 die Pumpenbohrung 14 bzw. den Verdrängungsraum 22 druckdicht verschließend im Pumpengehäuse 12 gehalten. Ein Auslaß von mit der Kolbenpumpe 10 gefördertem Fluid aus dem Verdrängungsraum 22 erfolgt durch eine achsparallele Sackbohrung 70 im Verschlußelement 66 in eine von der Sackbohrung 70 abgehende Radialbohrung 72 im Verschlußelement 66 in eine radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 12 angebrachte Auslaßbohrung 74. Als Auslaßventil 76 ist ein in der Zeichnung symbolisch dargestelltes Rückschlagventil in die Radialbohrung 72 des Verschlußelements 66 eingesetzt.

Der Verdrängungsraum 22 ist Teil der Pumpenbohrung 14, sein eines Stirnende wird vom Verschlußelement 66 begrenzt. Am anderen Stirnende wird der Verdrängungsraum 22 von einer ihm zugewandten Stirnfläche 78 des Kolbens 16 mit der Ventilkugel 50 des Einlaßventils 48 sowie vom Elastomerdichtring 30 begrenzt, wobei zum Ansaugen und Fördern von Fluid der Kolben 16 bei seiner in der Pumpenbohrung 14 hin- und hergehenden Hubbewegung ein Volumen des Verdränungsraums 22 vergrößert und verkleinert.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 ist eine Einkanalpumpe mit lediglich einem Verdrängungsraum 22. Im Ringraum 34, der von der Kolbenbüchse 32 zum Exzenter 36 hin begrenzt ist, findet kein Druckaufbau statt. Die in der Zeichnung gezeigte Kolbenpumpe 10 ist der Klarheit wegen teilweise vereinfacht und schematisiert dargestellt.

Claims (7)

1. Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem Pumpengehäuse, in welchem ein im wesentlichen zylindrischer Kolben, der eine erste Führungsfläche an seinem Umfang aufweist, an seiner ersten Führungsfläche axial verschieblich geführt ist, wobei der Kolben zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) eine Kolbenbüchse (32) aufweist, die axial außerhalb der ersten Führungsfläche (18) fest an einem Umfang des Kolbens (16) angebracht ist und die eine zweite Führungsfläche (20) des Kolbens (16) an ihrem Umfang aufweist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) eine Einkanalpumpe ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) eine Kolbenbohrung (42, 44) zum Ein- oder Auslaß von zu förderndem Fluid in die/aus der Kolbenpumpe (10) aufweist, die zwischen den beiden Führungsflächen (18, 20) am Umfang des Kolbens (16) mündet.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbohrung (42, 44) ein die Durchströmung steuerndes Ventil (48) aufweist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (48) als Rückschlagventil ausgebildet ist.

6. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) einen den Kolben (16) umgebenden Ringraum (34) aufweist, durch den hindurch ein Ein- oder Auslaß von zu förderndem Fluid in die/aus der Kolbenpumpe (10) erfolgt, wobei sich der Ringraum (34) axial zwischen den beiden Führungsflächen (18, 20) des Kolbens (16) befindet und wobei der Ringraum (34) an einem Stirnende von einer Stirnfläche der Kolbenbüchse (32) begrenzt ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbüchse (32) auf den Kolben (16) aufgepreßt ist.