DE2646583A1

DE2646583A1 - Selbstansaugende kolbenpumpe

Info

Publication number: DE2646583A1
Application number: DE19762646583
Authority: DE
Inventors: Lothar Ing Grad Kirstein; Heinz Ing Grad Leiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1976-10-15
Publication date: 1978-04-20
Also published as: IT1087174B; JPS6137465B2; SE436220B; SE7711537L; DE2646583C2; JPS5349305A

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer selbstansaugenden Kolbenpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.-Eine derartige Kolbenpumpe ist bekannt. Als Hochdruck-Ansaugpumpe insbesondere für dünnflüssige Medienhat sie jedoch einen schlechten Wirkungsgrad.
Bei Pumpen sind sowohl federbelastete Pumpenkolben als auch Pumpenkolben ohne Federbelastung, sogenannte "Freikolben' bekannt.
Ein Federkolben hat.den Vorteil, daß er selbstansaugend ist und durch die Feder ständig in Berührung mit seinem Antriebsnocken oder dgl. gehalten wird. Nachteilig ist, daß er schlecht abzudichten ist, weil die Dichtstrecken sehr kurz sind. Es treten deshalb Leckverluste am Einlaßventil auf, die druckabhängig so veränderlich sind, daß die Pumpe bei hohen Drücken einen schlechten Wirkungsgrad hat.
Eine Freikolben-Bauart dagegen hat eine gute Dichtmöglichkeitw weil die Dichtstrecken verhältnismäßig lang sind. Der Freikolben ist außerdem mit einer elastischen Dichtung als Kolbendichtung kombinierbar. Er ist geeignet für hohe Drücke, hat einen.guten Wirkungsgrad und fördert über seinen ganzen Hub.
Nachteilig ist, daß er nicht selbst ansaugt und einen Vordruck zum Anlegen an seinen Antriebsnocken braucht.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße selbstansaugende Kolbenpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der Wirkungsgrad-insbesondere im hohen Druckbereich-sehr gut ist, wodurch ein preisgünstiger und platzsparender Antriebsmotor verwendet werden kann. Das Pumpenauslaßventil der selbstansaugenden Pumpe ist gleichzeitig Einlaßventil der Freikolbenpumpe. Der Freikolben unterliegt dem Förderdruck des federbelasteten Pumpenkolbens.
Desweiteren ist der Leckverlust des federbelasteten Pumpenkolbens auch bei geringer Viskosität der Flüssigkeit, wie sie bei hohen Temperaturen auftritt, vernachlässigbar klein, weil er nur gegen einen sehr geringen Gegendruck fördert.
Der bekannte Nachteil der Freikolben-Bauart, daß der Kolben einen Vordruck zum Anlegen an seinen Antriebsexzenter benötigt, spielt hier keine Rolle, da der notwendige Druck vom federbelasteten Kolben zur Verfügung gestellt wird.
Die vorgeschlagene Bauart hat einen hohen Wirkungsgrad und gewährleistet eine gute Funktion im gesamten Temperaturbereich.
Schließlich kann die Pumpe bei laufendem Antriebsmotor durch einen einfachen Eingriff im Bereich des federbelasteten Kolbens abgeschaltet werden.
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung der Kolbenpumpe, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gehäuse der Pumpenbauart nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IIhIII in Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt durch ein Gehäuse einer zweiten Pumpenbauart.
Beschreibung der Erfindung Eine Kolbenpumpe 1 hat eine waagrechte Antriebsnockenwelle 2, die von einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Drehung versetzbar ist. Auf der Antriebsnockenwelle 2 sitzt ein als Radialnocken ausgebildeter Antriebsexzenter 3, an dem ein topfförmiger Pumpenkolben 4 unter der Kraft einer Feder 5 anliegt,. Der Pumpenkolben 4 ist in einem Pumpenzylinder 6 beweglich, an den seitlich eine Leitung 7 zu einem Flüssigkeitsreservoir 8 angeschlossen ist. Die Ausmündung der Leitung 7 in den Pumpenzylinder 6 bildet eine Steuerkante 9, die von einer Endfläche 10 des Pumpenkolbens 4 überfahrbar ist. Auf diese Weise bilden die Steuerkante 9 und die Endfläche 10 ein Einlaßventil 9/10 der Pumpe. Pumpenkolben 4 und Pumpenzylinder 6 sind Bestandteile einer selbstansaugenden Kolbenpumpe 11.
Am Ende des Pumpenzylinders 6 nimmt eine Leitung 12 ihren Ausgang, in die ein Rückschlagventil 13 eingesetzt ist. Dieses Rückschlagventil 13 ist einerseits Auslaßventil der Kolbenpumpe 112 andererseits ist es aber auch Einlaßventil für eine Freikolbenpumpe 14, die gegenüber der Kolbenpumpe 11 auf der anderen Seite des Antriebsexzenters 3 und gleichachsig zur Kolbenpumpe 11 angeordnet ist.
Die Freikolbenpumpe 14 hat einen Freikolben 15, der durch den von der Kolbenpumpe 11 erzeugten Druck gegen den Antriebsexzenter 3 gedrückt wird. Der Freikolben 15 ist in einem Pumpenzylinder 16 beweglich, der über eine Leitung 17 an ein Auslaßventil 18 und über dieses an einen Hochdruckspeicher 19 angeschlossen ist Eine Leitung 19a führt zu einem Verbraucher.
Wirkungsweise Wenn der Antriebsmotor-die Antriebsnockenwelle 2 dreht, bewegt sich der Pumpenkolben 4 unter Mitwirkung der Feder 5 hin und her. Dabei saugt er über sein Einlaßventil 9/10 Flüssigkeit aus dem Reservoir 8 an und fördert sie in die Leitung 12. Über das Rückschlagventil 13 gelangt auf diese Weise Flüssigkeit unter Druck in den Zylinder 16 der Kolbenpumpe 14. Dieser Druck sorgt dafür, daß der Freikolben 15 an dem Antriebsexzenter 3 anliegt.
Der von der Kolbenpumpe 14 erzeugte Druck gelangt über das Auslaßventil 18 in den Hochdruckspeicher 19 und steht dort als

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Servokraft n r

einen hydraulischen Bremsverstärker zur Verfügung.
Durch die Kombination einer selbstansaugenden; federbelasteten Kolbenpumpe 11 mit einer Kolbenpumpe 14 ergibt sich der Vorteil, daß insbesondere durch kurze Dichtstrecken entstehende Leckverluste des federbelasteten Kolbens 4 selbst bei geringer Viskosität der Flüssigkeit, wie sie bei hohen Temperaturen auftreten kann, vernachlässigbar klein werden, weil an demPumpenkolben 4 nur ein geringer Gegendruck vorhanden ist.
Der dem Freikolben anhaftende Nachteil, daß ein besonderer Vordruck zu seinem Anlegen an den Antriebsexzenter vorhanden sein muß, wird durch : die Kolbenpumpe 11 kompensiert.
Die Kolbenpumpe 1 hat auf diese Weise einen hohen Wirkungsgrad und eine gute Funktion im gesamten Temperaturbereich. Damit kann auch ein einfacher, kleiner und wirtschaftlicher Antriebsmotor verwendet werden.
Schließlich hat die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 1 noch folgenden Vorteil: In der Fig. 1 ist eine Stange 20 dargestellt, die durch einen Hebel 21 in den Bewegungsbereich des Niederdruck-Pumpenkolbens 4 einschiebbar ist. Auf diese Weise kann die gesamte Kolbenpumpe 1 stillgesetzt werden, ohne daß der Antriebsmotor abgeschaltet werden muß. Es findet dann keine Förderung der Kolbenpumpe 1 mehr statt, obwohl sich die Antriebsnockenwelle 2 mit dem Antriebsexzenter 3 noch dreht.
Die Fiz. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse 22 eint Kolbenpumpe. Die Ausführung der Kolbenpumpe entspricht

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der Fig. 1, deshalb sind auch hier die gleichen Bezugszahlen verwendet.
Hier ist ein Pumpenkolben 4', der an seiner Mantelfläche mit einer Ringnut 25 und mit Radialdurchbrüchen 26 versehen ist, in dem Pumpenzylinder 6' angeordnet. Eine Steuerkante 101 der Ringnut 25 bildet zusammen mit einer Steuerkante 9' an der Ausmündung der Zulaufleitung 7' ein Einlaßventil 9'/10'.
In der Fig. 2 ist ferner eine von einer den Antriebsexzenter 31 aufnehmenden Gehäusekamner 23 ausgehende Leckleitung 24 zu erkennen, die zurück zur Zulauf-Leitung 7' geführt ist. Die übrigen Teile der Kolbenpumpe tragen die bereits verwendeten Bezugszahlen mit einem Indexstrich. Der Freikolben 15' arbeitet mit einer elastischen Dichtmaschette 15a' als Kolbendichtung zusammen) er hat einen kleineren Durchmesser als der federbelastete Pumpenkolben 4'.
Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie IIEIII in der Fig. 2.
In der Fig. 4 ist eine andere Bauart der Pumpe dargestellt. Hier ist eine Kolbenpumpe 31 mit einer senkrechten Antriebsnockenwelle 32 ausgerüstet. Auf der Antriebsnockenwelle 32 sitzen zwei als Radialnocken ausgebildete Antriebsexzenter 30 und 33.
An dem einen Exzenter 30 liegt ein topfförmiger Pumpenkolben 34 unter der Kraft einer Feder 35 an. Der Pumpenkolben 34 ist in einen Pumpenzylinder 36 beweglich. Pumpenkolben 34 und Zylinder 36 bilden eine Kolbenpumpe 37, die weitgehend geradeso ausgebildet ist wie es in den Fig. 2 und 3 für die dort gezeigte Bauart dargestellt ist.
Hinter der Kolbenpumpe 37 liegt ein Rückschlagventil 38, das Auslaßventil für die Kolbenpumpe 37 und Einlaßventil für eine Freikolbenpumpe 39 ist, deren Freikolben 40 parallel zum Kolben 34 der Kolbenpumpe 37 angeordnet ist. Die Frei-Kolbenpumpe 39 hat einen Freikolben 40, der durch den Förderdruck der Kolbenpumpe 37 mit dem anderen Antriebsexzenter 33 in Berührung gehalten wird. Ein Rückschlagventil 41 und ein Hochdruckspeicher 42 sind der Kolbenpumpe 39 nachgeordnet.
Ein Flüssigkeitsreservoir 43 ist an eine Gehäusekammer 44 angeschlossen, die über einen Kanal 45 Verbindung mit einem Einlaßventil 46 der Kolbenpumpe 37 hat. Von den beiden Pumpen 37 und d9 stammendes Lecköl kann sich in der Gehäusekammer 44 sammeln und gelangt dann über das Einlaßventil 46 wieder zur Kolbenpumpe 37.
Die Wirkungsweise dieser Pumpe ist weitgehend gleich mit der nach den Fig. 1-3, so daß sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt.
Die beiden Kolben 4' und 15 sowie 34 und 40 sind in vorteilhafter Weise so aussebildet, daß der federbelastete Pumpenkolben 4 34-einen größeren Durchmesser hat, um von der Niederdruckseite Flüssigkeit im Überfluß bereitzustellen. Dies aus folgendem Grund: Der federbelastete Pumpenkolben hat einen gewissen Förderhubverlust über die Länge des Einlaßspaltes. Mit seinem größeren Durchmesser gleicht nun der Pumpenkolben das fehlende Fördervolumen aus. Es ist aber auch möglich, die Exzenterhübe unterschiedlich zu machen und den beiden Kolben gleiche Durchmesser zu geben.
Es ist noch zu bemerken, daR die Antriebsnockenwelle der Pumpe auch als Plannockenwelle ausgebildet sein kann, wobei dann die Kolben wie bei einer Axialkolbenpumpe bewegt werden.
Je nach Bedarf können die Antriebsnockenwellen trocken laufen oder sie können sich im Naßlauf bewegen.

Claims

Ansprüche 1.)Selbstansaugende Kolbenpumpe, insbesondere für hydraulische Bremssysteme von Kraftfahrzeugen, mit einer Antriebsnockenwelle, deren Nocken einen federbelasteten Pumpenkolben antreibt, der bei seiner Bewegung mit einer Steuerkante einen Einlaß für drucklose Flüssigkeit aus einem Behälter öffnet und schließt, sowie mit einem Pumpen-Auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstansaugende Kolbenpumpe (11, 37) mit einer Freikolbenpumpe (14,39) in Reihe geschaltet ist und daß der Einlaßhub der selbstansaugenden Kolbenpumpe (11, 37) mit dem Förderhub der Freikolbenpumpe (14, 39) synchron ist.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (13, 38) der selbstansaugenden Kolbenpumpe (11, 37) gleichzeitig Einlaßventil für die Freikolbenpumpe (14, 39) ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsnockenwelle (2, 2) eine Radialnockenwelle ist.
4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsnockenwelle eine Plannockenwelle ist.
5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenkolben (4, 11i5;, gleichachsig (4,

angeordnet sind wobei zwischen den beiden Pumsenkolben die Antriebsnockenwelle (2 tvorgesehen ist.

6. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, dadurch lt, gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenkolben (4,,S5 tden gleichen Antriebsexzenter (35 haben.

7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenkolben (34, 40) parallel nebeneinander angeordnet sind und daß für jeden Pumpenkolben (34,40) ein eigener Antriebsexzenter (30,33) auf der Antriebsnockenwelle (32) vorgesehen ist. eAnes Zot {~ O 8. Kolbenpumpe nachfanspruchc dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pumpenkolben ( Ç (4' ) gleiche Durchmesser haben.

9. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken der Antriebsnockenwelle von den Arbeitsräumen der Pumpenkolben zwecks Trockenlauf abgedichtet sind.

10. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß dsGbh«U5ck«« - er623tzAer AntriebsnockenwelleC232) (ri43) mit dem Behälter erbunden ist.

11. Kolbenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß (3) der Freikolben ohne elastische Dichtung ausgebildet ist.