DE19854719A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem einen Pumpenraum (11) aufweisenden Pumpengehäuse (10), in welchem ein zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbarer Kolben (12) axial verschieblich geführt ist, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum (11) in eine Niederdruckkammer (22) und in eine Hochdruckkammer (21) mit variablem Kammervolumen unterteilt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (12) und dem Pumpenraum (11) mindestens eine als Umformteil ausgebildete Hülse (29, 33) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kolbenpumpen werden in Bremsanlagen eingesetzt. Sie fördern die Bremsflüssigkeit in die Bremskreise von Radbremsen. Der Druck in den Bremskreisen steigt dadurch an, bis der Betriebsdruck erreicht ist und ein Bremseingriff an den Rä­ dern erfolgt.

Der Kolben unterteilt den Pumpenraum dabei in zwei vonein­ ander getrennte Pumpenkammern. Die eine Pumpenkammer steht über einen Ansaugkanal mit einem Pumpeneinlaß und die andere Pumpenkammer über einen Druckkanal mit einem Pumpenauslaß in Verbindung. Die eine Pumpenkammer erhält nachfolgend die Bezeichnung Niederdruckkammer und die andere Pumpenkammer wird nachfolgend als Hochdruckkammer bezeichnet.

Unter Umformen wird das Fertigen durch bildsames Ändern der Form eines festen Körpers, wobei sowohl die Masse als auch der Werkstoffzusammenhalt erhalten bleiben, verstanden.

Es sind eine Vielzahl derartiger Kolbenpumpen bekannt. Bei­ spielhaft seien Kolbenpumpen genannt, wie sie in der DE 43 16 986 A1 und in der DE 40 27 794 A1 beschrieben sind. Die bekannte Kolbenpumpe nach der DE 43 16 986 A1 weist ein Pumpengehäuse auf, in dem ein zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbarer Stufenkolben axial verschieblich angeordnet ist. Der Stufenkolben ist als einstückiges Dreh­ teil hergestellt, in dem mehrere Ringnuten zur Aufnahme von Dichtungen vorgesehen sind, die die Pumpenkammern und den Pumpenraum abdichten.

In der DE 40 27 794 A1 ist eine in den Pumpenraum eingesetz­ te Laufbuchse vorgesehen, in welcher ein zylinderförmiger Kolben axial verschieblich aufgenommen ist. Die Laufbuchse ist ein mit hoher Oberflächengüte und -genauigkeit gefertig­ tes Teil, in dem ebenfalls eine Vielzahl von Einstichen vor­ gesehen sind, in welchen Ringdichtungen zur dichtenden An­ ordnung zwischen Pumpenraum und Laufbuchse sowie zwischen Laufbuchse und Kolben eingelegt sind.

Die Herstellung der Laufbuchse bzw. des Pumpenraumes erfor­ dert hohe Oberflächengüten und kleinste Fertigungstoleranzen und ist daher aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe zu schaffen, die eine sehr einfache und kostengünstige Her­ stellung des den Kolben aufnehmenden Pumpenraumes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Unter Pumpenraum wird hierbei die Stufenbohrung verstanden, in der der Kolben geführt ist.

Dadurch, daß erfindungsgemäß zwischen Kolben und Pumpenraum mindestens eine als Umformteil ausgebildete Hülse angeordnet ist, kann der Pumpenraum mit einer Oberflächengüte herge­ stellt werden, die wesentlich geringer ist, als bei den be­ kannten Kolbenpumpen, da die Hülse die Funktion des Pumpen­ raumes bezüglich der Führungs- und Dichtflächen übernimmt. Dabei ist eine Oberflächenrauhigkeit des Pumpenraumes von beispielsweise 16 µm ausreichend, wie sie durch die span­ abhebenden Bearbeitungsverfahren Bohren und Reiben erreicht werden. Feinbearbeitungsverfahren wie Hohnen oder Polieren können entfallen. Durch die Ausbildung der Hülse als Umform­ teil, beispielsweise durch Tiefziehen eines Blechteils mit anschließender Kalibrierung, wird eine maßgenaue Ausbildung mit höchster Oberflächengüte erzeugt. Die Hülse ist vorteil­ haft dünnwandig ausgebildet und ermöglicht bei kostengün­ stiger Herstellung die Verwendung von verschleißfesten Werk­ stoffen, da diese Werkstoffe nur für die Hülse eingesetzt werden müssen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hülse im Bereich des axial verschieblichen Kolbenabschnitts eine Füh­ rungsfläche auf, die zur Führungsfläche des Kolbens kali­ briert ist, so daß für die dynamische Dichtung zwischen Hül­ se und Kolben eine hohe Oberflächengenauigkeit erzielt wird. Die Oberflächengüte im Bereich der Führungsfläche wird durch eine Oberflächenbehandlung erzielt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse einen perforierten Bereich auf, der in der Nieder­ druckkammer vor einem im Pumpengehäuse vorgesehenen Einlaß angeordnet ist. Damit wird die eintretende Hydraulikflüssig­ keit, vorzugsweise die Bremsflüssigkeit, gefiltert. Der Be­ reich der Hülse, der als Filter wirkt, ist Bestandteil der Hülse und kann durch beliebige Positionierung des perforier­ ten Bereiches an unterschiedliche Gegebenheiten, wie der Lage des Pumpeneinlasses, angepaßt werden. Darüber hinaus wird durch die einstückige Ausbildung der Hülse mit inte­ griertem Filter die Montage wesentlich vereinfacht, da beim Einbau der Hülse ein Filter selbsttätig in dem Pumpenraum installiert wird, ohne daß es hierzu besonderer Maß nahmen bedarf.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Hülse einen Abschnitt aufweist, der eine die Niederdruckkam­ mer abdichtende Kolbendichtung auf einer Schulter hält. Durch diesen einstückig mit der Hülse verbundenen Abschnitt kann eine den Kolben gegenüber dem Antriebsraum des Kolbens dichtende Dichtung auf der Schulter gehalten werden, so daß der in der Niederdruckkammer angeordnete Bereich des Kolbens mit kleinerem Durchmesser ausgebildet werden kann, da der innere Kraftschluß dieses Kolbenbereiches durch Einstiche nicht gestört wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Abschnitt und der Dichtung ein Stützring angeordnet, der die Baugruppe schützt und stabilisiert.

Die Hülse weist vorteilhaft einen Bund auf, der fluiddicht zwischen dem Pumpengehäuse und einem Druckventilkörper an­ geordnet ist, wodurch sich eine einfache und kostengünstige statische Dichtfunktion der Hülse erreichen läßt. Durch ein dichtes Verpressen des Bundes auf dem Pumpengehäuse durch den Druckventilkörper ist die Dichtung beim Zusammenbau der Kolbenpumpe in einfachster Weise zu realisieren. Dem Ver­ schleiß unterworfene Elastomer-Dichtungen sind ebensowenig erforderlich wie Einstiche zum Halten von Ringdichtungen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß eine weitere, eine Führungsfläche aufweisende Hülse im Bereich zwischen der Niederdruckkammer und einer ein Kolbenantriebs­ mittel aufnehmenden Kammer angeordnet ist, so daß der Pum­ penraum über seine vollständige Erstreckung mit gegenüber den bekannten Pumpenräumen geringerer Oberflächengüte und Oberflächengenauigkeit bearbeitet werden muß.

Bevorzugt weist die weitere Hülse einen Abschnitt auf, der auf der Schulter aufliegt und am Pumpengehäuse befestigt ist.

Die Hülse ist bevorzugt als Tiefziehteil aus einem hochglanz-oberflächenbehandelten Edelstahl gefertigt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Zeichnung ist ausschnittsweise im Längsschnitt eine Kolbenpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit dargestellt, die insbesondere als Pumpe in einer Bremsanlage eines Fahrzeugs vorgesehen und beim Steuern des Drucks in Radbremszylindern verwendet wird. Je nach Art der Bremsanla­ ge werden die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR und dergleichen verwendet. Die Kolbenpumpe weist ein Pumpengehäuse 10 auf, in dem eine den Pumpenraum 11 bildende Stufenbohrung ausge­ bildet ist. In dem Pumpenraum 11 ist ein Stufenkolben 12 axial verschieblich geführt, der von einem Antriebselement, beispielsweise einem angetriebenen Exzenter 13, gegen die Rückstellkraft einer Pumpenfeder 14 in eine hin- und her­ gehende Hubbewegung angetrieben wird.

Der Stufenkolben 12 besteht aus einem Zylinder 15 und einem auf dem Zylinder 15 festgehaltenen Stützring 16. Der Zylin­ der 15 weist einen durchmesserkleineren Abschnitt 17 und einen durchmessergrößeren Abschnitt 18 auf, an deren Über­ gang eine radial verlaufende Schulter 19 ausgebildet ist, auf der der Stützring 16 angeordnet ist. Bevorzugt ist der Stützring 16 auf dem Abschnitt 17 aufgepreßt und stützt sich an der Schulter 19 ab. Auf dem Stützring 16 ist eine Ring­ dichtung 20 aus einem Elastomer angeordnet, die den die Hochdruckkammer 21 gegenüber der Niederdruckkammer 22 ab­ dichtet. Zwischen dem Stützring 16 und der Dichtung 20 ist ein Backring 23 angeordnet, der den Verschleiß der Dichtung 20 reduziert.

Der Pumpenraum 11 des Pumpengehäuses 10 ist abgestuft ausge­ führt und hat im Bereich der Führung 24 einen größeren Durchmesser als im Bereich der Führung 25. Am Übergang des durchmessergrößeren Bereichs des Pumpenraumes 11 zu dem durchmesserkleineren Bereichs des Pumpenraumes 11 ist eine radial verlaufende Schulter 26 ausgebildet, auf der eine Dichtung 27 angeordnet ist, die die Niederdruckkammer 22 gegenüber einer Kammer, in der das Kolbenantriebsmittel 13 angeordnet ist, abdichtet. Auf der Dichtung 27 ist ein Gleitring 28 angeordnet.

In dem durchmessergrößeren Abschnitt des Pumpenraums 11 ist eine als Umformteil ausgebildete Hülse 33 zwischen dem Stufenkolben 12 und der Wand 34 des Pumpenraumes 11 angeordnet. Die Hülse 33 ist aus einem Edelstahlblech tiefgezogen und weist im Bereich des radial dichtenden Kolbenabschnitts eine Führungsfläche 35 auf. In diesem Bereich ist die Hülse 33 zum Stützring 16 kalibriert. Die Führungsfläche 35 ist über den gesamten Bereich den der Stufenkolben bei der axialen Hubbewegung durchläuft ausgebildet und in diesem Bereich hochglanz- oberflächenbehandelt. In der Niederdruckkammer 22 weist die Hülse einen perforierten Bereich 36 vor dem Pumpeneinlaß 37 auf. Der als Filter wirkende perforierte Bereich 36 ist zur Wand 34 des Pumpenraumes 11 versetzt, so daß zwischen Wand 34 und Bereich 36 ein Einlaufraum 38 für die zu filternde Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Die Hülse 33 weist einen sich an den perforierten Bereich 36 anschließenden Abschnitt 40 auf, der sich auf dem Stützring 28 abstützt und die Dichtung 26 und den Abschnitt 31 der Hülse 29 in vorgegebener Lage hält.

An seinem dem Abschnitt 40 entgegengesetzten Ende weist die Hülse 33 einen Bund 41 auf, der fluiddicht zwischen dem Pumpengehäuse 10 und einem Druckventilkörper 42 angeordnet ist. Die Anordnung erfolgt durch ein dichtes Verpressen des Bundes 41 auf dem Pumpengehäuse 10 durch den Druckventilkörper 42, in dem das federbelastete Druckventil 43 vorgesehen ist.

Im Bereich der Führung 25 ist in der durchmesserkleineren Bohrung des Pumpenraums 11 eine weitere Hülse 29 zwischen Zylinder 15 und der durchmesserkleineren Bohrungswand des Pumpenraumes 11 angeordnet. Die Hülse 29 ist als Umformteil, beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Edelstahlblech, ausgebildet und weist eine dem Zylinder 15 des Stufenkolbens 12 zugewandte Führungsfläche 30 auf. Mit einem abgewinkelten Abschnitt 31 liegt die Hülse an der Schulter 26 an. Zur Sicherung der Hülse 29 kann eine Befestigung, vorzugsweise Verkrimpung 32, an der dem Abschnitt 31 gegenüberliegenden Seite vorgesehen werden.

Claims (10)

1. Kolbenpumpe mit einem einen Pumpenraum aufweisenden Pumpengehäuse, in welchem ein zu einer hin- und her­ gehenden Hubbewegung antreibbarer Kolben axial verschieblich geführt ist, der mit einem Kolbenabschnitt den Pumpenraum in eine Niederdruckkam­ mer und in eine Hochdruckkammer mit variablem Kammervo­ lumen unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (12) und dem Pumpenraum (11) mindestens eine als Umformteil ausgebildete Hülse (29, 33) angeordnet ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (33) im Bereich des radial dichtenden Kolbenabschnitts eine sich mindestens entlang der Hub­ bewegung des Kolbens (12) erstreckende Führungsfläche (35) aufweist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (33) einen perforierten Bereich (36) aufweist, der in der Niederdruckkammer (22) vor einem im Pumpengehäuse (10)vorgesehenen Einlaß (37) angeordnet ist.

4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (33) einen Abschnitt (40) aufweist, der eine die Niederdruckkammer (22) abdich­ tende Dichtung (27) auf einer Schulter (26) hält.

5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abschnitt (40) und der Dichtung (27) ein Stützring (28) angeordnet ist.

6. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (33) einen Bund (41) auf­ weist, der fluiddicht zwischen dem Pumpengehäuse (10) und einem Druckventilkörper (42) angeordnet ist.

7. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung durch ein dichtes Verpressen des Bun­ des (41) auf dem Pumpengehäuse (10) durch den Druckven­ tilkörper (42) erfolgt.

8. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere, eine Führungsfläche (30) aufweisende Hülse (29) im Bereich zwischen der Niederdruckkammer (22) und einer ein Kolbenantriebsmittel aufnehmenden Kammer angeordnet ist.

9. Kolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (29) einen Abschnitt (31) aufweist, der zwischen einer die Niederdruckkammer (22) abdichtenden Dichtung (27) und einer die Dichtung (27) haltenden Schulter (26) angeordnet ist.

10. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (29, 33) als Tiefzieh­ teile aus einem Edelstahl hochglanz-oberflächenbehan­ delt sind.