DE19831450A1

DE19831450A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE19831450A1
Application number: DE19831450A
Authority: DE
Inventors: Manfred Hauser; Norbert Alaze; Thorsten Duermeier; Ursula Eckstein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 1999-02-04
Also published as: DE19742611A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Eine derartige Kolbenpumpe ist bekannt aus der DE 40 27 794 A1. Die bekannte Kolbenpumpe weist einen stabförmigen Kolben auf, der axial verschieblich in einer Laufbuchse aufgenommen ist, die in ein Pumpengehäuse eingesetzt ist. Ein Ende des Kolbens steht aus der Laufbuchse vor. An diesem Ende des Kolbens erfolgt der Antrieb des Kolbens zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung mittels eines elektromotorisch rotierend antreibbaren Exzenters, der den Kolben an seiner aus der Laufbuchse vorstehenden Stirnseite beauf schlagt. In der Laufbuchse ist der Kolben mittels eines in die Laufbuchse einge setzten Kunststoff-Führungsrings axial verschieblich geführt. An seinem aus der Laufbuchse vorstehenden Ende ist der Kolben mittels eines weiteren Kunststoff- Führungsrings, der in das Pumpengehäuse eingesetzt ist, axial verschieblich im Pumpengehäuse geführt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs weist ein Filterelement auf, was zunächst den Vorteil hat, daß von der Kolben pumpe gefördertes Fluid gefiltert wird. Das Filterelement ist vorzugsweise im Zuströmbereich der Kolbenpumpe angeordnet und verhindert dadurch, daß Schmutzpartikel in die Kolbenpumpe gelangen.

Das Filterelement ist in Verlängerung der Laufbuchse an der Laufbuchse angebracht und weist ein Führungselement auf, das den Kolben außerhalb der Laufbuchse axial zur Laufbuchse verschieblich führt. Dies hat den Vorteil daß ein separates Führungselement verzichtbar ist, wodurch die Kosten für die Herstel lung eines separaten Führungselements eingespart werden und der Aufwand für die Montage eines separaten Führungselements entfällt. Des weiteren ermöglicht die Erfindung eine Verkürzung der Baulänge der Kolbenpumpe durch das Weg lassen eines separaten Führungselements und/oder eines Vergrößerung der Filterfläche durch Verlängerung des Filterelements. Dadurch läßt sich die Filterwirkung und insbesondere ein Ansaugverhalten der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe bei der Förderung eines zähflüssigen Fluids, wie beispielsweise kalter Bremsflüssigkeit, verbessern. Zudem ermöglicht die Erfindung durch das Weglassen eines separaten Führungselements die Verwendung eines Dichtrings mit größerem Querschnitt zur Abdichtung des Kolbens im Pumpengehäuse auf der aus der Laufbuchse vorstehenden Seite des Kolbens, ohne die Baulänge der Kolbenpumpe zu vergrößern. Ein Dichtring größeren Querschnitts verringert eine Leckage der Kolbenpumpe in Richtung des den Kolben antreibenden Exzenters, da der Dichtring ein größeres Verschleißvolumen aufweist.

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

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere als Pumpe in einer Brems anlage eines Fahrzeugs vorgesehen und wird beim Steuern des Drucks in Rad bremszylindern verwendet. Je nach Art der Bremsanlage werden für derartige Bremsanlagen die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR bzw. FDR bzw. EHB ver wendet. In der Bremsanlage dient die Pumpe beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylinder oder aus mehreren Radbrems zylindern in einen Hauptbremszylinder (ABS) und/oder zum Fördern von Brems flüssigkeit 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 elektro hydraulischen 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 eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe im Achsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 dargestellte insgesamt mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist eine Laufbuchse 12 mit einem mit ihr einstückigen Laufbuch senboden 13 auf, die in eine gestufte Pumpenbohrung 14 eines Hydraulikblocks eingesetzt ist, der ein Pumpengehäuse 16 bildet. Der Hydraulikblock, von dem in der Zeichnung lediglich ein die Kolbenpumpe 10 umgebendes Bruchstück darge stellt ist, ist Teil einer schlupfgeregelten, im übrigen nicht dargestellten, hydrau lischen Fahrzeugbremsanlage. In ihm sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere hydraulische Bauelemente wie Magnetventile und Hydrospeicher eingesetzt und ein Hauptbremszylinder sowie Radbremszylinder angeschlossen (nicht darge stellt). Mittels des Hydraulikblocks sind die hydraulischen Bauelemente hydrau lisch miteinander verschaltet.

In der Laufbuchse 12 ist ein Kolben 18 über etwa die Hälfte seiner Länge aufgenommen. Der Kolben 18 ist zweiteilig aus einem Ventilteil 20 und einem Anlaufstück 22 zusammengesetzt. Das Ventilteil 20 ist ein rotationssymme trisches, durch Spritzgießen aus faserverstärktem Kunststoff hergestelltes Teil, das mit einem axialen Durchgangsloch 24 versehen ist. Das Ventilteil 20 ist axial verschieblich in der Laufbuchse 12 aufgenommen, es ist mit einem Dichtring 26 in der Laufbuchse 12 abgedichtet. Da das Ventilteil 20 aus Kunststoff besteht, ist es unmittelbar, also ohne Verwendung eines Führungsrings oder dgl., in der Laufbuchse 12 geführt.

Das Ventilteil 20 weist einen mit ihm einstückigen, koaxialen Verbindungszapfen 28 auf, der auf einer offenen Seite der Laufbuchse 12 vom Ventilteil 20 absteht. Auf den Verbindungszapfen 28 ist das Anlaufstück 22 aufgepreßt. Das Anlauf stück 22 ist ein insbesondere durch Umformen wie beispielsweise Kaltschlagen aus Metall hergestelltes, hohlzylindrisches Teil, das an seinem dem Ventilteil 20 abgewandten Ende durch eine mit dem Anlaufstück 22 einstückige Stirnwand 30 geschlossen ausgebildet ist. Die Stirnwand 30 bildet eine Anlauffläche 32. Das Anlaufstück 22 ist zumindest im Bereich der Stirnwand 30 zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit gehärtet. Das Anlaufstück 22 ist durch eine Preßpassung mit dem Verbindungszapfen 28 des Ventilteils 20 verbunden, d. h. das Anlaufstück 22 hält durch eine Klemmkraft reibschlüssig auf dem Verbindungszapfen 28. Zum Fluideinlaß sind in einer Umfangswand des Anlaufstücks 22 Einlaßlöcher 34 angebracht.

Am offenen Ende der Laufbuchse 12 ist ein die Laufbuchse 12 verlängerndes, hohlzylindrisches Filter 36 angebracht, das das aus der Laufbuchse 12 vorste hende Anlaufstück 22 des Kolbens 18 umschließt. Das Filter 36 weist ein Filter gerüst 38, 40, 42 mit achsparallel verlaufenden Filterstegen 38 auf, die zwei mit Abstand voneinander angeordnete Filterringe 40, 42 einstückig miteinander verbinden. Das Filtergerüst 38, 40, 42 ist ein Spritzgießteil aus faserverstärktem Kunststoff. Die Filterstege 38 und die Filterringe 40, 42 umrahmen Filterfenster 44, in denen ein Filtermaterial (Filtergewebe) oder ein Lochblech als Filtersieb 46 angeordnet ist. Das Filtersieb 46 ist rohrförmig, es ist in Umfangsrichtung durch gehend ausgebildet und mit dem Filtergerüst 38, 40, 42 umspritzt, so daß das Filtersieb 46 die Filterfenster 44 vollständig ausfüllt.

Der der Laufbuchse 12 zugewandte Filterring 40 ist flanschartig nach außen vom Filter 36 abstehend als Befestigungsring 40 ausgebildet. Zur Befestigung des Filters 36 ist ein Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 am offenen Ende der Laufbuchse 12 schräg nach außen stehend ausgebildet. Der Befestigungsring 40 des Filters 36 ist beispielsweise durch Heißprägen den schräg nach außen stehenden Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 über- und hintergreifend umgeformt, wodurch das Filter 36 die Laufbuchse 12 koaxial verlängernd an der offenen Stirnseite der Laufbuchse 12 angebracht ist.

Der am Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 befestigte, den Befestigungsring des Filters 36 bildende Filterring 40 weist einen größeren Innendurchmesser als ein Außendurchmesser des Anlaufstücks 22 des Kolbens 18 auf, der Befestigungs ring 40 hat radialen Abstand vom Anlaufstück 22. Die Filterstege 38 sind ebenfalls mit radialem Abstand außerhalb des Anlaufstücks 22 des Kolbens 18 angeordnet. Der der Laufbuchse 12 ferne Filterring 42 hat einen kleineren Durchmesser als der am Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 angeordnete Filterring 40, der der Lauf buchse 12 ferne Filterring 42 steht gegenüber dem am Stirnrand 48 der Lauf buchse 12 angeordneten Filterring 40 und gegenüber den Filterstegen 38 nach innen über. Der der Laufbuchse 12 ferne Filterring 42 weist einen dem Außen durchmesser des Anlaufstücks 22 des Kolbens 18 entsprechenden Innendurch messer auf, er bildet einen Führungsring 42, der den Kolben 18 an seinem aus der Laufbuchse 12 vorstehenden Anlaufstück 22 axial zur Laufbuchse 12 führt. Der mit dem Filter 36 einstückige Führungsring 42 liegt nach Art einer Passung in der Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 16 ein, wodurch eine axiale Anord nung des Führungsrings 42 und damit eine axiale Führung des Kolbens 18 an seinem Anlaufstück 22 sichergestellt ist.

Im Anschluß an das Filter 36 ist ein O-Ring 50 als Dichtring in eine Ringstufe der Pumpenbohrung 14 eingelegt, der von dem den Führungsring bildenden Filterring 42 in seiner Lage in der Pumpenbohrung 14 gehalten wird und der den Kolben 18 im Pumpengehäuse 16 abdichtet.

Das Filter 36 bildet zugleich eine Verliersicherung für den Kolben 18 in der Laufbuchse 12. Der Innendurchmesser des am Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 angeordneten Filterrings 40 ist kleiner als ein Außendurchmesser des Ventilteils 20 des Kolbens 18 außerhalb des Verbindungszapfens 28, so daß der am Stirn rand 48 der Laufbuchse 12 angeordnete Filterring 40 den Kolben 18 am Ventilteil 20 bzw. an einem radial nach außen umgeformten Flanschring 52 des Anlauf stücks 22, der am Ventilteil 20 anliegt, in der Laufbuchse 12 hält.

Ein Fluideinlaß erfolgt durch eine radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpen gehäuse 16 angebrachten Einlaßbohrung 54, die ungefähr in Höhe des Filters 36 in die Pumpenbohrung 14 mündet. Aus der Einlaßbohrung 54 in die Kolbenpumpe 10 einströmende Bremsflüssigkeit gelangt in die Pumpenbohrung 14 und von dort durch die Filterfenster 44 und die Einlaßlöcher 34 im Anlaufstück 22 des Kolbens 18 in das hohlzylindrische Anlaufstück 22. Aus dem Anlaufstück 22 strömt die Bremsflüssigkeit durch das Durchgangsloch 24 des Ventilteils 20 zu einem Einlaß ventil 56, das auf einer einem Laufbuchsenboden 13 zugewandten Seite des Ventilteils 20 angeordnet ist.

Das Einlaßventil 56 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 ist als feder belastetes Rückschlagventil ausgebildet. Eine Mündung des Durchgangslochs 24 im Ventilteil 20 ist als konischer Ventilsitz 60 ausgebildet, gegen den eine Ventilkugel 62 als Ventilschließkörper von einer Schraubendruckfeder als Ventilschließfeder 64 gedrückt wird. Die Ventilschließfeder 64 stützt sich gegen einen Boden eines topfförmigen Ventilkäfigs 66 ab, der als Tiefziehteil aus Blech hergestellt ist und Durchlässe 68 aufweist. An seiner offenen Seite weist der Ventilkäfig 66 eine umlaufende Ringstufe 70, mit der er an der Stirnseite des Ventilteils 20 des Kolbens 18 anliegt, und einen Radialflansch 72 auf, an dem er von einer Kolbenrückstellfeder 74 gegen die Stirnseite des Ventilteils 20 des Kolbens 18 gedrückt wird. Ventilkugel 62 und Ventilschließfeder 64 sind im Ventilkäfig 66 aufgenommen. Die Kolbenrückstellfeder 74 stützt sich gegen den Laufbuchsenboden 13 ab. Sie ist erheblich stärker ausgebildet als die Ventilschließfeder 64, so daß die Kolbenrückstellfeder 74 den Ventilkäfig 66 bei allen beim Betrieb der Kolbenpumpe 10 auftretenden Belastungen sicher gegen die Kraft der Ventilschließfeder 64 am Ventilteil 20 hält.

Zum Antrieb des Kolbens 18 zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung weist die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 einen elektro motorisch rotierend antreibbaren Exzenter 76 auf, gegen dessen Umfang der Kolben 18 mit seiner Anlauffläche 32 von der Kolbenrückstellfeder 74 gedrückt wird.

Der in der Laufbuchse 12 befindliche O-Ring 50 ist mit Spiel in axialer Richtung zwischen dem Radialflansch 72 des Ventilkäfigs 66 und einer Ringstufe 78 am Ventilteil 20 des Kolbens 18 gehalten.

Auf den Laufbuchsenboden 13 ist ein zylindrisches Verschlußelement 80 aufgesetzt und mit einem Bördel 82 mit der Laufbuchse 12 verbunden. Das Verschlußelement 80 verschließt die Pumpenbohrung 14 druckdicht und fixiert die Laufbuchse 12 im Pumpengehäuse 16. Im Verschlußelement 80 ist ein Auslaßventil 84 in Form eines federbelasteten Rückschlagventils untergebracht: Das Verschlußelement 80 weist eine koaxiale Sackbohrung 86 auf, in die eine Schraubendruckfeder als Ventilschließfeder 88 und eine Ventilkugel 90 als Ventilschließkörper eingesetzt sind. Die Ventilkugel 90 wirkt zusammen mit einem konischen Ventilsitz 92, welcher auf einer Außenseite des Laufbuchsenbodens 13 an einer Mündung einer Mittelbohrung 94 angebracht ist, die den Laufbuchsen boden 13 axial durchsetzt. Der Ventilsitz 92 ist durch Prägen geformt und verfestigt. Ein Auslaß von mit der Kolbenpumpe 10 geförderter Bremsflüssigkeit erfolgt durch Radialkanäle 96 zwischen dem Laufbuchsenboden 13 und dem Verschlußelement 80 in eine radiale Auslaßbohrung 98 im Pumpengehäuse 16.

Der den Führungsring 42 für den Kolben 18 bildende, mit Abstand von der Lauf buchse 12 angeordnete und im Pumpengehäuse 14 einliegende Filterring 42 hat außer seiner Funktion, den Kolben 18 beim Betrieb der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe axial zu führen, die Funktion, den Kolben bis zum Einsetzen der Laufbuchse 12 in das Pumpengehäuse 16 axial in der Laufbuchse 12 ausgerichtet zu halten. Der Führungsring 42 verhindert, daß sich der Kolben 18 in der Lauf buchse 12 schräg stellt, so daß die Laufbuchse 12 mit dem in sie eingesetzten Kolben 18 problemlos in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt und eingepreßt werden kann, ohne daß der Kolben am Pumpengehäuse 16 oder einer Stufe oder dgl. der Pumpenbohrung 14 anstößt.

Zum Zusammenbau wird der Kolben 18 mit dem O-Ring 50, mit dem auf den Kolben 18 aufgesetzten Einlaßventil 56 und der auf das Einlaßventil 56 aufgesetz ten Kolbenrückstellfeder 74 in die Laufbuchse 12 eingeführt. Das Filter 36 wird auf den Stirnrand 48 der Laufbuchse 12 aufgesetzt und durch Heißprägen seines Befestigungsrings 40 mit der Laufbuchse 12 verbunden. Das die Verliersicherung bildende Filter 36 hält den Kolben 18 mit dem Einlaßventil 56 und der Kolbenrück stellfeder 74 in der Laufbuchse 12. Die Anbringung des Verschlußelements 80, in das das Auslaßventil 84 eingesetzt ist, mit dem Bördel 82 an der Laufbuchse 12 kann vor oder nach dem Einsetzen des Kolbens 18 und dem Anbringen des Filters 36 an der Laufbuchse 12 erfolgen. Die Laufbuchse 12 mit dem eingesetzten Kolben 18, dem angebrachten Filter 36 und dem angebrachten Verschlußelement 80 bildet eine Vormontagebaugruppe, die komplett montiert in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt und eingepreßt und durch eine umlaufende Verstemmung 100 des Pumpengehäuses 16 druckdicht im Pumpengehäuse 16 befestigt wird.

Claims

1. Kolbenpumpe, mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben, der axial verschieblich auf einem Teil seiner Länge in einer Laufbuchse aufgenommen ist, die in ein Pumpengehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) ein Filterelement (36) aufweist, das in Verlängerung der Laufbuchse (12) an der Laufbuchse (12) angebracht ist, und daß das Filterelement (36) ein Führungselement (42) aufweist, das den Kolben (18) an einem aus der Laufbuchse (12) vorstehenden Teil des Kolbens (18) axial verschieblich führt.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (36) rohrförmig ausgebildet ist und den aus der Laufbuchse (12) vorstehenden Teil des Kolbens (18) umschließt.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (42) einstückig mit dem Filterelement (36) ist.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement als Führungsring (42) ausgebildet ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (42) nach Art einer Passung im Pumpengehäuse (16) einliegt.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (36) durch eine Umformung mit der Laufbuchse (12) verbunden ist.

7. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (36) eine Verliersicherung für den Kolben (18) in der Laufbuchse (12) bildet.