DE19938573A1

DE19938573A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE19938573A1
Application number: DE1999138573
Authority: DE
Inventors: Guenther Vogel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-02-22

Abstract

Bei einer Kolbenpumpe (1), insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlagen, mit zumindest einem Kolben (5) und einem an einer Ventilpatrone (7) angeordnetem Druckventil (11), das eine Druckfeder (16) und einen Ventilschließkörper (15) umfaßt, ergibt sich dadurch eine kostengünstige Herstellung und hohe Funktionssicherheit, daß benachbart zum Ventilschließkörper (15) an der Druckfeder (16) eine Verdrehsicherung (23) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Kolbenpumpe ist beispielsweise aus der EP 0 631 050 B1 bekannt. Diese Pumpe weist ein Druckventil und ein Saugventil auf, die beide örtlich und baulich voneinander getrennt in einem Pumpengehäuse angeordnet sind. Insbesondere in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 11 bis 19 der EP 0 631 050 B1 ist ein Druckventil offenbart, bei dem der Ventilschließkörper mittels einer Druckfeder gegen einen als Radialbohrung ausgebildeten Sitz vorgespannt ist. Diese bekannte Druckfeder ist nur aufwendig herzustellen bzw. zu montieren, wobei auch deren Befestigung nicht besonders stabil ist, so daß sich die Druckfeder im Betrieb lösen bzw. verdrehen kann, was zu einem Ausfall der Pumpe und damit beispielsweise einer Bremsanlage führen kann. Andere Befestigungsarten wie Verschweißen oder Verstemmen der Feder auf einer zugehörigen Ventilpatrone sind aufwendig und teuer bzw. können zu einer Beschädigung der Ventilpatrone führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und eine Kolbenpumpe zu schaffen, die kostengünstig herzustellen und einfach zu montieren ist. Gleichzeitig soll die Betriebssicherheit der Pumpe erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Kolbenpumpe der genannten Art benachbart zum Ventilschließkörper an der Druckfeder eine Verdrehsicherung vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein Verdrehen bzw. Lösen der Druckfeder von der Pumpenpatrone wirksam verhindert und die Funktionalität bzw. Betriebssicherheit der Pumpe verbessert.

Vorzugsweise ist die Verdrehsicherung formschlüssig ausgebildet. Insbesondere ist dabei an der Druckfeder zumindest ein zum Ventilschließkörper hin gerichteter Vorsprung ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Vorsprünge vorhanden, die auf beiden Seiten des Ventilschließkörpers angeordnet sind und so ein Verdrehen der Druckfeder nach beiden Seiten hin verhindern. Es ist jedoch alternativ auch möglich, nur einen Vorsprung vorzusehen, der beispielsweise eine Öffnung für den Ventilschließkörper aufweist und so diesen vollständig umgreift.

Mit Vorteil umgreift der zumindest eine Vorsprung im zusammengebauten Zustand den Ventilschließkörper wenigstens teilweise, so daß zwischen Ventilschließkörper und Vorsprung bei einem Verdrehen der Druckfeder eine Art Widerlager gebildet wird. Vorzugsweise ist dann bei der Montage bzw. im Betrieb die Druckfeder mittels des zumindest einen Vorsprunges am Ventilschließkörper zentrierbar.

Mit besonderem Vorteil ist die Druckfeder auf die Ventilpatrone aufsteckbar und kann deshalb leicht montiert werden. Dazu weist die Druckfeder vorzugsweise zwei Federarme auf, wobei zum besseren Halt auf der Ventilpatrone beispielsweise jeder Federarm eine nach innen gerichtete Ausbuchtung aufweisen kann.

Zur Erzielung einer besonders hohen radialen Abziehkraft von der Ventilpatrone kann an der Druckfeder vorzugsweise zumindest eine Versteifungssicke bzw. ein Versteifungsabschnitt vorgesehen sein, wodurch die Federsteifigkeit der Federarme erhöht wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Druckfeder für eine derartige Kolbenpumpe, die eines oder mehrere der vorhergenannten Merkmale aufweist.

Die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ausgestaltungen derselben werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf eine Ventilpatrone der Kolbenpumpe; und

Fig. 3 verschiedene Ansichten einer Druckfeder gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 1 dargestellt, die insbesondere zur Verwendung in einer ABS (Anti-Blockier- System), ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) oder ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm) -Anlage einer geregelten Fahrzeugbremse geeignet ist. Die Kolbenpumpe 1 ist im wesentlichen symmetrisch aufgebaut, wobei in Fig. 1 nur eine Seite dargestellt ist. In ihrem Gehäuse 2 weist die Kolbenpumpe 1 eine von einem (nicht dargestellten) Elektromotor angetriebene Antriebswelle 3 auf. Ein an der Antriebswelle 3 angeordneter Exzenter 4 liegt an vorzugsweise zwei Pumpenkolben 5 an, die beispielsweise über einen Kuppelring 6 miteinander verbunden sind. Durch den Exzenter 4 wird die Drehbewegung der Antriebswelle 3 in eine Hubbewegung der Kolben 5 umgesetzt.

Das Pumpengehäuse 2 weist desweiteren wenigstens eine, vorzugsweise gestufte, Bohrung auf, in der eine Ventilpatrone 7 angeordnet ist. Die Ventilpatrone 7 ist druckdicht, insbesondere mittels Verstemmen oder Verschrauben, im Pumpengehäuse 2 befestigt. In Fig. 1 ist die Patrone 7 in das Gehäuse 2 eingeschraubt. Die Ventilpatrone 7 weist einen bezüglich der Antriebswelle 3 inneren bzw. linken, im wesentlichen hülsenförmigen Abschnitt 8 und einen bezüglich der Antriebswelle 3 äußeren bzw. rechten Basisabschnitt 9 auf. Die Bohrung im hülsenförmigen Abschnitt 8 dient als Führung oder Lauffläche für den Pumpenkolben 5.

An der Ventilpatrone 7 sind Ventilsitze für ein druckgesteuertes Saugventil 10 und ein druckgesteuertes Druckventil 11 ausgebildet. Das Saugventil 10 weist einen Ventilschließkörper 12 auf, der von einer Druckfeder 13 gegen seinen an der Patrone 7 ausgebildeten Ventilsitz gedrückt wird. Ferner ist ein vorzugsweise topfförmig ausgebildetes Halteelement 14 zur Führung, Lagerung und Halterung der Druckfeder 13 in der Ventilpatrone 7 vorgesehen, wobei das Halteelement 14 insbesondere form- oder kraftschlüssig an der Patrone 7 befestigt ist. Im Halteelement 14 ist zumindest eine Öffnung zum Durchtritt von Hydraulik- bzw. Bremflüssigkeit vorgesehen.

Das Druckventil 11 weist einen Ventilschließkörper 15 auf, der ebenfalls von einer Druckfeder 16 gegen seinen Ventilsitz vorgespannt ist. Der Darstellung der Fig. 1 entnimmt man des weiteren, daß das Saugventil 10 an einem axialen Ende eines Zylinderraums für den Pumpenkolben 5 ausgebildet ist. Das Druckventil 11 ist im wesentlichen senkrecht dazu ausgebildet, d. h. die Öffnungs- bzw. Schließrichtung des Druckventils 11 ist bezogen auf den Zylinderraum bzw. die Ventilpatrone 7 im wesentlichen radial zur Öffnungs- bzw. Schließrichtung des Saugventils 10 vorgesehen. Das Druckventil 11 ist vorzugsweise am hülsenförmigen Abschnitt 8 der Ventilpatrone 7 angeordnet. Zur Abdichtung gegenüber dem Pumpengehäuse 2 weist die Ventilpatrone 7 Nuten 19 auf, in denen Dichtungen 20 angeordnet sind.

Die Ventilpatrone 7 ist vorzugsweise als eine gesondert montier- und prüfbare Baueinheit ausgebildet. Die Ventilpatrone 7 kann somit in vorteilhafter Weise vor dem Einbau und außerhalb des Pumpengehäuses 2 zusammen mit dem Saugventil 10 und dem Druckventil 11 auf ihre Funktionsfähigkeit hin geprüft werden. Desweiteren läuft der Kolben 5 nicht direkt im Pumpengehäuse 2, sondern in der Ventilpatrone 7 und insbesondere im hülsenförmigen Abschnitt 8 der Patrone 7. Durch die Ausbildung des hülsenförmigen Abschnitts 8 an der Ventilpatrone 7 ist die Lauffläche des Pumpenkolbens 5 unempfindlich gegen Verformungen, Oberflächenfehler oder andere Ungleichmäßigkeiten, die durch Bearbeitungsoperationen am Gehäuse 2 auftreten könnten. Ferner muß die Kolbenlaufbohrung nicht mehr gehärtet oder eloxiert werden, um eine gewisse Verschleißfestigkeit der Laufbahn des Pumpenkolbens 5 zu erhalten. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildungsform besteht darin, daß bei erhöhten Anforderungen an die Kolbenpumpe 1, wie beipielsweise bei einem Einsatz in einer ASR- bzw. ESP-Anlage, die Kolbenpumpe 1 dahingehend angepaßt werden kann, daß einfach ein geeigneter Werkstoff für die Ventilpatrone 7 ausgewählt wird, anstatt eine aufwendige Änderung bzw. Bearbeitung des Gehäuses 2 vorzunehmen. Insbesondere werden hierdurch unterschiedliche Beschichtungs- bzw. Eloxatdicken für eine ABS- und eine ASR- oder ESP-Anlage vermieden.

Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 1 wird in einer Druckhubphase, in der sich der Pumpenkolben 5 bezüglich der Antriebswelle 3 nach rechts bzw. außen bewegt, der Druck der Brems- bzw. Hydraulikflüssigkeit in einem Druckraum 17 erhöht. Zur Abdichtung kann an einer am Pumpenkolben 5 ausgebildeten Nut umfangsmäßig zumindest eine Dichtung 18 vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, diese Dichtung in einer Nut an der Ventilpatrone 7 vorzusehen. Die unter Druck stehende Flüssigkeit in dem Druckraum 17 drückt nun den Ventilschließkörper 15 des Druckventils 11 gegen die Vorspannung der Druckfeder 16 von seinem Sitz weg, wodurch unter Druck stehende Flüssigkeit zu einem (nicht dargestellten) Druckmittelverbraucher, z. B. den Radbremsen eines Kraftfahrzeuges, übertragen wird. In dieser Phase wird das Saugventil 10 gegen seinen in der Ventilpatrone 7 ausgebildeten Sitz gedrückt und bleibt geschlossen. In einer nachfolgenden Saughubphase, während der sich der Pumpenkolben 5 bezüglich der Antriebswelle 3 nach innen bzw. links bewegt, bleibt das Druckventil 11 geschlossen, d. h. der Ventilschließkörper 15 wird durch die Vorspannkraft der Druckfeder 16 gegen seinen Ventilsitz gedrückt. Während dieser Saughubphase wird durch die Volumenvergrößerung und der damit verbundenen Druckminderung der Flüssigkeit im Druckraum 17 das Saugventil 10 geöffnet. Dann wird Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise aus einem nicht dargestellten Niederdruckspeicher, in den Druckraum 17 angesaugt.

Fig. 2 zeigt die Ventilpatrone 7 und die erfindungsgemäße Druckfeder 16 in perspektivischer Darstellung. Im Gegensatz zu Fig. 1 weist die Ventilpatrone 7 hier kein Gewinde auf, sondern wird beispielsweise mittels Verstemmen im Pumpengehäuse befestigt. In der Ventilpatrone 7, die den hülsenförmigen Abschnitt 8 und den Basisabschnitt 9 umfaßt, sind Nuten 19 für die Aufnahme von Dichtungen 20 ausgebildet. Das Druckventil 11 umfaßt den vorzugsweise als Kugel ausgebildeten Ventilschließkörper (nicht dargestellt) und die Druckfeder 16, die einen Federabschnitt 21 und einen Halteabschnitt 22 aufweist.

Erfindungsgemäß ist an der Druckfeder 16 eine Verdrehsicherung 23 ausgebildet, die vorzugsweise formschlüssig gestaltet ist. Dazu ist an der Druckfeder 16 und insbesondere an deren Halteabschnitt 22 zumindest ein Vorsprung 23 vorgesehen, wobei in vorteilhafter Weise zwei Vorsprünge 23 vorhanden sein können. Diese Vorsprünge 23 stellen erfindungsgemäß eine Verdrehsicherung dar und sorgen dafür, daß sich die Druckfeder 16 im Betrieb nicht relativ zur Ventilpatrone 7 verdrehen bzw. von dieser lösen kann. Im zusammengebauten Zustand von Patrone 7 und Druckfeder 16 umgreifen die Vorsprünge 23 den nicht dargestellten Ventilschließkörper zumindest teilweise, so daß diese Ausgestaltung auch als Zentrierung bzw. Montageerleichterung beim Zusammenbau von Druckfeder 16 und Ventilpatrone 7 dienen kann.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Druckfeder 16. In Fig. 3a ist eine Seitenansicht auf die Druckfeder 16 dargestellt. Dabei erkennt man, daß der Federabschnitt 21 leicht in Richtung zum Halteabschnitt 22 hin gebogen ist, wodurch im zusammengebauten Zustand eine Vorspannkraft für den nicht dargestellten Ventilschließkörper erzeugt wird.

In Fig. 3b ist eine Frontansicht der Druckfeder 16 im zusammengebauten Zustand mit der Ventilpatrone 7 dargestellt. Mit besonderem Vorteil ist die Druckfeder 16 auf die Ventilpatrone 7 aufsteckbar und kann deshalb besonders leicht auf diese montiert werden. Dazu weist die Druckfeder 16 insbesondere zwei Federarme 24 auf, die an ihrem dem Federabschnitt 21 gegenüberliegenden Ende jeweils mit nach innen gerichteten Ausbuchtungen 25 versehen sind. Die Federarme 24 umgreifen zumindest mehr als die Hälfte der Ventilpatrone 7, um einen sicheren Halt zu gewährleisten.

Fig. 3c zeigt schließlich eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Druckfeder 16, ähnlich zur Ansicht nach Fig. 2. Um die radiale Abzugskraft der Feder 16 zu erhöhen, ist insbesondere am Halteabschnitt 22 zumindest eine Versteifungssicke 26 vorgesehen. Dadurch wird die Federsteifigkeit der Federarme 22 erhöht, so daß beispielsweise die Druckfeder 16 aus einem billigeren Material mit geringerer Federsteifigkeit hergestellt werden kann, als wenn diese Sicke 26 nicht vorhanden wäre. Die Versteifungssicke bzw. der Versteifungsabschnitt 26 dient jedoch in erster Linie zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Kolbenpumpe.

Bezugszeichenliste

1

Kolbenpumpe

2

Pumpengehäuse

3

Antriebswelle

4

Exzenter

5

Pumpenkolben

6

Kuppelring

7

Ventilpatrone

8

hülsenförmiger Abschnitt

9

Basisabschnitt

10

Saugventil

11

Druckventil

12

Ventilschließkörper

13

Druckfeder

14

Halteelement

15

Ventilschließkörper

16

Druckfeder

17

Druckraum

18

Dichtung

19

Nut

20

Dichtung

21

Federabschnitt

22

Halteabschnitt

23

Vorsprung

24

Federarm

25

Ausbuchtung

26

Versteifungssicke

Claims

1. Kolbenpumpe (1), insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlagen, mit zumindest einem Kolben (5) und einem an einer Ventilpatrone (7) angeordnetem Druckventil (11), das eine Druckfeder (16) und einen Ventilschließkörper (15) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zum Ventilschließkörper (15) an der Druckfeder (16) eine Verdrehsicherung (23) vorgesehen ist.

2. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung (23) formschlüssig ausgebildet ist.

3. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrehsicherung (23) an der Druckfeder (16) zumindest ein zum Ventilschließkörper (15) hin gerichteter Vorsprung ausgebildet ist.

4. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Vorsprung (23) im zusammengebauten Zustand den Ventilschließkörper (15) wenigstens teilweise umgreift.

5. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) mittels des zumindest einen Vorsprunges (23) am Ventilschließkörper (15) zentrierbar ist.

6. Kolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) auf die Ventilpatrone (7) aufsteckbar ist.

7. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) zwei Federarme (24) aufweist.

8. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Federarm (24) eine nach innen gerichtete Ausbuchtung (25) aufweist.

9. Kolbenpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckfeder (16) zumindest eine Versteifungssicke (26) vorgesehen ist.

10. Druckfeder (16) für eine Kolbenpumpe (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.