DE19928164A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine insbesondere zur Druckmittelförderung in elektronisch geregelten Bremsanlagen geeignete Kolbenpumpe (1) mit einem Gehäuse (9), einem Saugventil (11), einem Druckventil (13) und einem als Stufenkolben ausgeführten Pumpenkolben (4), der einen Abschnitt (6) mit größerem und einen Abschnitt (7) mit kleinerem Druchmesser aufweist. Erfindungsgemäß ist der Stufenkolben (4) an seinem Abschnitt (6) mit größerem Durchmesser in einer Pumpenpatrone (16) geführt. Vorzugsweise ist an der Patrone (16) gleichzeitig das Druckventil (13) radial zur Bewegungsrichtung des Stufenkolbens (4) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine insbesondere zur Druckmittelförderung in elektronisch geregelten Bremsanla­ gen geeignete Kolbenpumpe mit einem Gehäuse, einem Saugven­ til, einem Druckventil und einem als Stufenkolben ausge­ führtem Pumpenkolben, der einen Abschnitt mit größerem und einen Abschnitt mit geringerem Durchmesser aufweist.

Eine gattungsgemäße Stufenkolbenpumpe ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 43 16 986 A1 bekannt. Derartige Pumpen mit einem Stufenkolben werden insbesondere in elektronisch geregelten Bremsanlagen eingesetzt und füh­ ren dort zu einer Verringerung des Ansaugwiderstandes der Pumpe mittels eines Aufladeeffektes. Dabei kommt es bei ei­ nem Saughub der Stufenkolbenpumpe in einem Nachlaufraum auf der Saugseite der Pumpe durch den gestuften Kolben zu einer Druckerhöhung. Dadurch wird insbesondere bei tiefen Tempe­ raturen und geringer Viskosität des Druckmittels eine ver­ besserte Förderleistung der Pumpe und eine schnellere An­ sprechzeit der elektronisch geregelten Bremsanlage erzielt. Dies ist besonders wichtig im Falle einer Antriebsschlupf- oder Fahrstabilitätsregelung.

Die gattungsgemäße Kolbenpumpe weist jedoch gerade bei die­ sen Anwendungen den Nachteil auf, daß der Pumpenkolben di­ rekt im Gehäuse geführt ist. Durch den Abrieb zwischen Kol­ ben und Gehäuse können Späne entstehen und in dem Brems­ kreislauf gelangen. Deshalb muß die Lauffläche besonders bearbeitet werden, was zusätzliche Herstellungskosten ver­ ursacht. Des weiteren erfordert diese Kolbenpumpe aufgrund der axialen Hintereinanderschaltung des Druck- und des Saugventils einen relativ großen Bauraum.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstel­ lungskosten einer gattungsgemäßen Kolbenpumpe zu verringern und deren Funktionssicherheit zu verbessern. Gleichzeitig soll gleichzeitig die Zahl der Baugruppen möglichst gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen Kolbenpumpe der Stufenkolben an sei­ nem Abschnitt mit größerem Durchmesser in einer Pumpenpa­ trone geführt ist. Dabei dient die Innenseite der Patrone als Lauffläche für den Abschnitt des Stufenkolbens, der den größeren Durchmesser aufweist. Diese Lauffläche kann somit in vorteilhafter Weise entweder außerhalb des Pumpengehäu­ ses bearbeitet oder bei der Herstellung der Pumpenpatrone direkt mit der entsprechenden geforderten Oberflächengüte hergestellt werden.

Das Druckventil ist bevorzugt radial zur Bewegungsrichtung des Stufenkolbens ausgebildet. Durch diese Anordnung des Druckventils kann der axial benötigte Bauraum verringert werden. Mit besonderem Vorteil vereint die Pumpenpatrone somit die Funktionen "Führen des Kolbens" und "Halten des Druckventils". Dadurch wird erfindungsgemäß die Anzahl der erforderlichen Baugruppen herabgesetzt, was zu einer weite­ ren Kosteneinsparung führt. Zur einfachen Herstellung bzw. Bearbeitung ist die Pumpenpatrone vorzugsweise aus Kunst­ stoff oder Sintermetall hergestellt.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Teil eines Saugkanals der Kolbenpumpe in der Nähe des äuße­ ren Randes des Pumpengehäuses angeordnet. Dies hat den Vor­ teil, daß der Saugkanal am äußeren Ende des Gehäuses, bei dem es sich beispielsweise um den Ventilblock eines Brem­ saggregates handeln kann, für Anschlußelemente wie Hydrau­ likleitungen etc. besser zugänglich ist. Vorzugsweise ist dabei ein weiterer Teil des Saugkanals in der Pumpenpatrone vorgesehen. Der Ansaugweg des Druckmittels vom Anschlußele­ ment zum Saugventil führt demnach insbesondere durch die Patrone. Vorzugsweise verläuft ein weiterer Teil des Saug­ kanals durch den Stufenkolben selbst, wobei das Saugventil direkt oder indirekt am Stufenkolben ausgebildet ist.

Mit besonderem Vorteil ist im Saugkanal zwischen der Pum­ penpatrone und dem Stufenkolben ein Filterelement vorgese­ hen. Das Filterelement schützt an dieser bevorzugten Stelle erfindungsgemäß sowohl das Saugventil als auch das nachge­ schaltete Druckventil vor Verunreinigungen.

Zur Abdichtung des Nachlaufraumes von den Antriebselementen der Kolbenpumpe ist weiterhin benachbart zum Abschnitt mit geringerem Durchmesser des Stufenkolbens vorzugsweise im Pumpengehäuse eine Dichtung vorgesehen. Im Unterschied zum Stand der Technik ist diese Dichtung nicht am Kolben son­ dern in einer Bohrung des Gehäuses angeordnet. Zusätzlich oder separat kann im Pumpengehäuse ein verschleißfestes Element vorgesehen sein, das in vorteilhafter Weise als Lauffläche für den Teil des Stufenkolbens dient, der einen geringeren Durchmesser aufweist.

Mit besonderem Vorteil sind die Dichtung und/oder das ver­ schleißfeste Element mittels des Filterelementes im Gehäuse gehalten, wodurch auf einem zusätzlichen Haltering verzich­ tet werden kann und die Anzahl der Bauteile weiter redu­ ziert wird.

Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist insbeson­ dere mittels eines darin verstemmten bzw. geclichten Dec­ kels nach außen hin verschlossen. Dabei kann der Deckel einstückig mit der Pumpenpatrone oder separat ausgebildet sein.

Die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ausgestaltungen derselben werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen bezeich­ nen dieselben oder ähnliche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Elemente. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf einen Teil einer erfindungsgemä­ ßen Kolbenpumpe in vergrößerter Darstellung und im Längsschnitt; und

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe.

In Fig. 1 ist in einer Schnittansicht der erfindungsrele­ vante Ausschnitt eines Teils einer erfindungsgemäßen Kol­ benpumpe 1 dargestellt, die insbesondere zur Verwendung in einer elektronisch geregelten Bremsanlage, wie ABS (Anti- Blockier-System), ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) oder ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm), geeignet ist. Die Kolbenpumpe 1 weist in an sich bekannter Weise eine von ei­ nem nicht dargestellten Elektromotor angetriebene Antriebs­ welle 2 auf. Ein an der Antriebswelle 2 ausgebildeter Ex­ zenter 3 liegt an einem oder mehreren Pumpenkolben 4 an, wobei die Drehbewegung der Antriebswelle 2 durch den Exzen­ ter 3 in eine Hubbewegung der Pumpenkolben 4 umgesetzt wird. Die Pumpenkolben 4 sind mittels einer Rückstellfeder 5 gegen den Exzenter 3 vorgespannt, so daß die Kolben 4 stets mit dem Exzenter 3 in Kontakt stehen.

Der Pumpenkolben 4 ist gemäß der vorliegenden Gattung als Stufenkolben ausgebildet und weist einen Abschnitt 6 mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt 7 mit geringerem Durchmesser auf. Der Stufenkolben 4 ist dabei innerhalb ei­ ner mit mehreren Stufen versehenen Bohrung 8 des Pumpenge­ häuses 9 angeordnet, bei dem es sich beispielsweise um den Ventilblock einer elektronisch geregelten Bremsanlage han­ deln kann. Bei einem Saughub der Kolbenpumpe 1 wird über einen Saugkanal 10, 10', 10" und ein vorzugsweise am Kolben 4 ausgebildetes Saugventil 11 Druckmittel in einen Arbeits­ raum 12 der Kolbenpumpe 1 angesaugt. Im anschließenden Druckhub der Kolbenpumpe 1 wird bei dann geschlossenen Saugventil 11 das Druckmittel über ein Druckventil 13 aus dem Arbeitsraum 12 in einen Druckkanal 14 gefördert und ge­ langt von dort beispielsweise zu nicht dargestellten Rad­ bremsen eines Kraftfahrzeuges. Wie in der Einleitung be­ reits erwähnt, kommt es am Ende des Saughubes der Kolben­ pumpe 1 in einem Nachlaufraum 15 auf der Saugseite der Pum­ pe 1 durch den gestuften Kolben 4 zu einer Druckerhöhung. Dadurch wird beim anschließenden Druckhub insbesondere bei tiefen Temperaturen und geringer Viskosität des Druckmit­ tels eine verbesserte Förderleistung der Pumpe 1 und eine schnellere Ansprechzeit der elektronisch geregelten Brems­ anlage erzielt. Dies ist besonders wichtig im Falle einer Antriebsschlupf- oder Fahrstabilitätsregelung.

Erfindungsgemäß ist der Stufenkolben 4 an seinem Abschnitt 7 mit größerem Durchmesser in einer Pumpenpatrone 16 ge­ führt. Somit dient die Innenseite der Pumpenpatrone 16 als Lauffläche für den Stufenkolben 4. Diese Lauffläche kann somit in vorteilhafter Weise entweder außerhalb des Pumpen­ gehäuses 9 bearbeitet oder bei der Herstellung der Pumpen­ patrone 16 direkt mit der entsprechenden Oberflächengüte hergestellt werden.

Mit besonderem Vorteil ist das Druckventil 13 radial zur Bewegungsrichtung des Stufenkolbens 4 an der Pumpenpatrone 16 ausgebildet. Durch die bevorzugte radiale Anordnung des Druckventils 13 kann im Vergleich zum Stand der Technik der axial benötigte Bauraum verringert werden. Dies hat den Vorteil, daß insgesamt das Gehäuse 9 bzw. ein Ventilblock und damit auch das gesamte Bremsaggregat kleiner gehalten werden können. Dies ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen von Vorteil, in deren Motorraum bedingt durch unterschied­ lichste Elektronik sehr wenig Bauraum zur Verfügung steht.

Durch die bevorzugte Doppelfunktion der Pumpenpatrone 16, die einerseits das Druckventil 13 hält und andererseits den Kolben 4 führt, wird weiterhin in besonders vorteilhafter Weise die Anzahl der erforderlichen Baugruppen herabge­ setzt, was bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kol­ benpumpe 1 zu einer weiteren Kosteneinsparung führt. Zur einfachen Bearbeitung ist die Pumpenpatrone 16 vorzugsweise aus Kunststoff oder Sintermetall hergestellt, wobei die Pumpenpatrone 16 im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff besteht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung ist ein Teil 10 des Saugkanals 10, 10', 10" der Kol­ benpumpe 1 in der Nähe des äußeren Randes des Pumpengehäu­ ses 9 angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß der Saugkanal 10 hier für Anschlußelemente wie Hydraulikleitungen etc. besonders gut zugänglich ist. Des weiteren ist bei neuarti­ gen Hydraulikaggregaten, die üblicherweise für Kolben mit konstantem Durchmesser ausgelegt sind, ein Teil des Saugka­ nals 10, 10', 10" ohnehin an dieser Stelle angeordnet. Ins­ besondere wenn ein weiterer Teil 10' des Saugkanals 10, 10', 10" innerhalb der Pumpenpatrone 16 vorgesehen ist, kann der Stufenkolben 4 in einfacher Art und Weise in vor­ handene Bauelemente wie beispielsweise einen Ventilblock eines Bremsaggregates eingesetzt werden, was wiederum zu einer Reduzierung der Variantenvielfalt führt. Somit kann ein derartiger Ventilblock in besonders vorteilhafter Weise sowohl für herkömmliche als für Stufenkolben verwendet wer­ den. Der Ansaugweg des Druckmittels von einem nicht darge­ stellten Anschlußelement zum Saugventil 11 führt demnach insbesondere durch die Patrone 16. Dabei können in der Pum­ penpatrone 16 ein oder mehrere Kanäle 10' vorgesehen sein.

Vorzugsweise verläuft ein weiterer Teil 10" des Saugkanals 10, 10', 10" durch den Stufenkolben 4, wobei das Saugventil 11 insbesondere an einem zum Arbeitsraum 12 hin gerichteten Ende des Stufenkolbens 4 ausgebildet ist.

Mit besonderem Vorteil ist im Saugkanal 10, 10', 10" im Saugweg zwischen der Pumpenpatrone 16 und dem Stufenkolben 4 ein vorzugsweise als Blechteil ausgebildetes Filterele­ ment 17 vorgesehen. Das Filterelement schützt an dieser be­ vorzugten Stelle sowohl das Saugventil 11 als auch das nachgeschaltete Druckventil 13 vor Verunreinigungen.

Vorzugsweise ist zur Abdichtung des Nachlaufraumes 15 von den Antriebselementen 2, 3 der Kolbenpumpe 1 in vorteilhaf­ ter Weise an der Stelle des Kolbenabschnittes 6 mit gerin­ gerem Durchmesser im Pumpengehäuse 9 eine Dichtung 18 vor­ gesehen. Im Unterschied zum Stand der Technik ist diese Dichtung 18 nicht am Kolben 4 sondern in einer Bohrung 8 des Gehäuses 9 angeordnet. Zusätzlich oder separat kann an dieser Stelle im Pumpengehäuse 9 auch ein verschleißfestes Element 19 vorgesehen sein, das in vorteilhafter Weise als Lauffläche für den Teil 7 des Stufenkolbens 4 dient, der einen geringeren Durchmesser aufweist.

Mit besonderem Vorteil sind die Dichtung 18 und/oder das verschleißfeste Element 19 mittels des Filterelementes 17 im Gehäuse 9 gehalten, wodurch auf einem zusätzlichen Hal­ tering oder dergleichen verzichtet werden kann und die An­ zahl der Bauteile erfindungsgemäß weiter reduziert wird.

Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 1 ist in ei­ ner Weiterbildung der Erfindung mittels eines Deckels 20 nach außen hin verschlossen. Der Deckel 20 ist vorzugsweise mit dem Gehäuse 9 verstemmt bzw. in das Gehäuse 9 ein­ geclicht. In Fig. 1 ist der Deckel 20 als separates Bauteil ausgebildet und hält die Pumpenpatrone 16 im Gehäuse 9.

In Fig. 2 ist im Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zur Beschrei­ bung der einzelnen Bauteile und der Wirkungsweise der Pumpe 1 wird auf die obigen Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen. Der Unterschied zu Fig. 1 besteht im wesentlichen darin, daß der Deckel 20 einstückig mit der Pumpenpatrone 16 ausgebil­ det ist. Dadurch wird in einer Weiterbildung der vorliegen­ den Erfindung die Anzahl der Bauteile weiter reduziert. Die Pumpenpatrone 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorzugs­ weise aus Sintermetall hergestellt, das im Vergleich zu Kunststoff eine höhere Druckfestigkeit aufweist.

Bezugszeichenliste

1

Kolbenpumpe

2

Antriebswelle

3

Exzenter

4

Pumpen- bzw. Stufenkolben

5

Rückstellfeder

6

Kolbenabschnitt mit größerem Durchmesser

7

Kolbenabschnitt mit geringerem Durchmesser

8

Bohrung

9

Pumpengehäuse

10

Saugkanal

10

' Saugkanal

10

" Saugkanal

11

Saugventil

12

Arbeitsraum

13

Druckventil

14

Druckkanal

15

Nachlaufraum

16

Pumpenpatrone

17

Filterelement

18

Dichtung

19

verschleißfestes Element

20

Deckel

Claims (10)

1. Kolbenpumpe (1), insbesondere zur Druckmittelförde­ rung in elektronisch geregelten Bremsanlagen, mit ei­ nem Gehäuse (9), einem Saugventil (11), einem Druck­ ventil (13) und einem als Stufenkolben ausgeführtem Pumpenkolben (4), der einen Abschnitt (6) mit größe­ rem und einen Abschnitt (7) mit geringerem Durchmes­ ser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen­ kolben (4) an seinem Abschnitt (6) mit größerem Durchmesser in einer Pumpenpatrone (16) geführt ist.

2. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Druckventil (13) an der Pumpenpatrone (16) radial zur Bewegungsrichtung des Stufenkolbens (4) ausgebildet ist.

3. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pumpenpatrone (16) aus Kunst­ stoff oder Sintermetall hergestellt ist.

4. Kolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Teil (10) eines Saugka­ nals (10, 10', 10") der Kolbenpumpe (1) in der Nähe des äußeren Randes des Pumpengehäuses (9) und ein an­ derer Teil (10') des Saugkanals (10, 10', 10") in der Pumpenpatrone (16) vorgesehen ist.

5. Kolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Teil (10") des Saugka­ nals (10, 10', 10") durch den Stufenkolben (4) ver­ läuft und das Saugventil (11) am Stufenkolben (4) ausgebildet ist.

6. Kolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugkanal (10, 10', 10") zwischen der Pumpenpatrone (16) und dem Stufenkolben (4) ein Filterelement (17) vorgesehen ist.

7. Kolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (9) benachbart zum Abschnitt (7) mit geringerem Durchmes­ ser des Stufenkolbens (4) eine Dichtung (18) und/oder ein verschleißfestes Element (19) vorgesehen sind.

8. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtung (18) und/oder das ver­ schleißfeste Element (19) mittels des Filterelementes (17) im Gehäuse (9) gehalten sind.

9. Kolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) mit­ tels eines darin verstemmten Deckels (20) nach außen hin verschlossen ist.

10. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Deckel (20) einstückig mit der Pumpenpa­ trone (16) ausgebildet ist.