DE4442737A1

DE4442737A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE4442737A1
Application number: DE4442737A
Authority: DE
Inventors: Erwin Mueller; Wolfgang Schuller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2014-12-02
Also published as: KR100374089B1; CN1071849C; KR970027809A; GB9523598D0; JPH08210260A; US5567135A; CN1129774A; ITMI952373A0; IT1277212B1; DE4442737B4; GB2295651B; GB2295651A; ITMI952373A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe gemäß der Gattung des Hauptanspruchs

Eine derartige Kolbenpumpe ist bekannt aus der GB-PS 1 072 050. Die bekannte Kolbenpumpe weist einen Kolben auf, der in einer Zylinderbohrung in einem Pumpengehäuse in seiner Längsrichtung beweglich geführt ist. Mittels eines rotierend antreibbaren Exzenters ist der Kolben zu einer hin- und hergehenden Bewegung antreibbar.

Der Kolben ist zum Durchlaß von Fluid mit einer Längs bohrung versehen. Deren dem Exzenter zugewandtes Ende steht mit einem Fluidvorrat in Verbindung, es bildet eine Saugseite der Kolbenpumpe.

Im Kolben der bekannten Kolbenpumpe ist ein Einlaßventil untergebracht: In der Längsbohrung ist ein Ventilsitz ausgebildet. Eine Kugel als Einlaßventilkörper wird von einem Federelement, bei der bekannten Kolbenpumpe ist es eine Schraubendruckfeder, gegen den Ventilsitz gedrückt. Durch die Unterbringung des Einlaßventils im Kolben ergibt sich ein kleiner Totraum sowie ein kompakter Aufbau der Kolbenpumpe.

Die Längsbohrung mündet an der dem Exzenter abgewandten Stirnseite des Kolbens in einen Verdrängungs- bzw. Verdichtungsraum. An dieser Stirnseite ist eine Scheibe am Kolben angebracht, gegen die sich das Federelement abstützt. Die Scheibe ist zum Durchlaß von Fluid mit Durchgangsbohrungen versehen. Die Befestigung der Scheibe am Kolben ist in der genannten Druckschrift nicht offenbart.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs stützt sich das Federelement des Einlaßventils gegen einen Boden eines kappenförmigen Stützelements ab, das an der dem Exzenter abgewandten Stirnseite des Kolbens auf der Mündung der Längsbohrung angebracht ist. Der Boden ist mit mehreren Durchbrüchen zum Durchlaß von Fluid versehen. Er geht in eine hohlzylinder förmige Umfangswand über, mit der das Stützelement die Stirnseite des Kolbens umgreift. Ein freier Rand ragt der Umfangswand des Stützelements steht an einzelnen Stellen des Umfangs oder über den gesamten Umfang in radialer Richtung nach innen und hintergreift eine Hinterschneidung an einer Außenumfangsfläche des Kolbens. Das Anbringen des Stützelements am Kolben kann durch elastische Verformung bei der Montage unter Bildung einer Schnapp- oder Rastverbindung erfolgen. Das Stützelement kann auch durch Umformen am Kolben angebracht sein.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat den Vorteil, daß sich ihr Einlaßventil kostengünstig herstellen läßt und sich für eine automatische Montage eignet.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe;

Fig. 2 bis 4 verschiedene Anbringungsmöglichkeiten eines Stützelements an einem Kolben der in Fig. 1 dargestellten Kolbenpumpe; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit einem anderen Einlaßventilkörper.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe. Diese weist ein Gehäuse 10 auf, in welchem ein Zylinder 12 durch Verstemmen von Gehäusematerial 13 fest angebracht ist. In einer Zylinderbohrung 14 ist ein Kolben 16 in axialer Richtung verschiebbar geführt.

Zum Antrieb des Kolbens 16 dient ein Exzenter 18, der mit einer Umfangsfläche 20 gegen eine aus dem Pumpengehäuse 10 und dem Zylinder 12 heraus stehende Stirnfläche 22 des Kolbens 16 drückt. Eine Bügelfeder 24, die Gabelung 26 an ihrem Ende aufweist, mit welcher sie in eine Nut 28 an einem aus dem Pumpengehäuse 10 und dem Zylinder 12 herausstehenden Ende des Kolbens 16 eingreift, hält die Stirnfläche 22 des Kolbens 16 in Anlage am Exzenter 18. Durch Rotation des Exzenters 18 wird der Kolben 16 zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung in der Zylinderbohrung 14 angetrieben.

Von seiner dem Exzenter 18 abgewandten Stirnseite 30 her ist der Kolben 16 mit einer Sack-Längsbohrung 32 versehen, die im Mittelbereich des Kolbens 16 endet. Am kolbeninneren Ende der Längsbohrung 32 ist der Kolben 16 mit Quer bohrungen 34 versehen, die durch Querbohrungen 36 im Zylinder 12 mit einem Ansaugkanal 38 des Pumpengehäuses 10 kommuniziert.

Im Kolben 16 ist ein Einlaßventil untergebracht: Die Längsbohrung 32 verjüngt sich in Richtung ihres geschlossenen Endes an einer Stelle stufenförmig. An dieser Stufe 39 ist ein Ventilsitz 40 für das Einlaßventil ausgebildet. Eine Kugel 42 bildet einen Einlaßventilkörper, der von einer Schraubendruckfeder 44 gegen den Ventilsitz 40 gedrückt wird. Die Schraubendruckfeder 44 stützt sich an einem Boden 46 eines kappenförmigen Stützelements 48 ab, das an der dem Exzenter 18 abgewandten Stirnseite 30 des Kolbens 16 angebracht ist. In seiner Mitte weist der Boden 46 eine höckerförmige Erhöhung 50 auf, die in die Längsbohrung 33 hinein steht und deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Schraubendruckfeder 44 entspricht. Diese Erhöhung 50 positioniert die Schraubendruckfeder 44 in radialer Richtung. Der Boden 46 weist mehrere Durchbrüche 52 zum Durchlaß von Fluid auf.

Der Boden 46 des kappenförmigen Stützelements 48 geht in eine niedrige, hohlzylinderförmige Umfangswand 54 über, deren freier Rand 56 in radialer Richtung nach innen steht. Mit diesem nach innen stehenden Rand 56 hintergreift das Stützelement 48 eine Hinterschneidung des Kolbens 16, wodurch das Stützelement 48 an der dem Exzenter 18 abgewandten Stirnseite 30 des Kolbens 16 befestigt ist. Die Hinterschneidung 58 ist durch eine Nut 60 im Umfang des Kolbens 16 gebildet. An der Nut 60 verjüngt sich der Kolben 16 zu der dem Exzenter 18 abgewandten Stirnseite 30 hin. Der Außendurchmesser des Stützelements 48 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des Kolbens 16, so daß das Stützelement 48 die Zylinderbohrung 14 nicht berührt.

Verschiedene Anbringungsmöglichkeit des Stützelements 48 am Kolben 16 werden im Folgenden anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist zur Ausbildung des radial nach innen stehenden Randes 56 des Stützelements 48 dessen Umfangswand 54 an mehreren Stellen ihres Umfangs mit Eindrückungen 62 versehen worden, nachdem das Stützelement 48 auf die dem Exzenter 18 abgewandte Stirnseite 30 des Kolbens 16 aufgeschoben worden ist. Die Eindrückungen 62 ragen in die umlaufende Nut 60 des Kolbens 16 und hintergreifen dessen von der Nut 60 gebildete Hinterschneidung 58.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der freie Rand 56 der Umfangswand 54 des Stützelements 48 durch Bördeln auf seinem gesamten Umfang in die Nut 60 des Kolben 16 hineinverformt, so daß dieser freie Rand 56 die Hinterschneidung 58 des Kolbens 16 hintergreift.

Während das Stützelement 48 bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung durch Umformen am Kolben 16 angebracht ist, nachdem das Stützelement 48 auf die dem Exzenter 18 abgewandte Stirnseite 30 des Kolbens 16 aufgeschoben worden ist, ist das Stützelement 48 der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung mittels einer Rastverbindung am Kolben 16 angebracht, wobei sich das Stützelement 48 während der Montage elastisch aufweitet. An mehreren Stellen ihres Umfangs ist der freie Rand 56 der Umfangswand 54 des Stützelements 48 zu radial nach innen stehenden Rastkrallen 66 ausgebildet, die die Hinterschneidung 58 des Kolbens 16 hintergreifen. Zur Montage des Stützelements 48 am Kolben 16 wird dieses auf die dem Exzenter 18 abgewandte Stirnseite 30 des Kolbens 16 aufgeschoben. Dazu weist der Kolben 16 an seiner Stirnseite 30 eine Fase 68 auf, an der die Rastkrallen 66 aufgleiten und in radialer Richtung auseinandergedrückt werden. Das kappenförmige Stützelement 48 weitet sich elastisch auf. Um diese Aufweitung zu erleichtern, kann die Umfangswand 54 des Stützelements 48 mit Schlitzen 70 versehen sein, die am freien Rand 56 des Stützelements 48 münden. Wenn das Stützelement 48 vollständig auf den Kolben 16 aufgeschoben ist, rasten die Rastkrallen 66 in der Nut 60 des Kolbens 16 ein, wobei die Rastkrallen 66 die Hinterschneidung 58 des Kolbens 16 hintergreifen und so das Stützelement 48 mit dem Kolben 16 verbinden.

Die Kolbenpumpe (Fig. 1) weist ein Auslaßventil auf, das in Verlängerung des Kolbens 16 an dessen dem Exzenter 18 abgewandten Seite im Zylinder 12 untergebracht ist: Der Zylinder 12 weist dazu eine Sackbohrung 72 mit einer Ringschulter 74 auf, welche in die Zylinderbohrung 14 mündet. Eine Schraubendruckfeder 76 drückt eine Ventilkugel 78 gegen einen Ventilsitzring 80, der an der Ringschulter 74 anliegend in die Sackbohrung 72 eingesetzt ist. Der Ventilsitzring 80 ist durch Verstemmen von Zylindermaterial im Zylinder 12 befestigt. Er weist einen Ventilsitz 82 auf. Eine in etwa radial verlaufende Bohrung 84 im Zylinder 12 verbindet die Sackbohrung 72 mit einem Auslaßkanal 86 im Pumpengehäuse 10.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe weist einen anderen Einlaßventilkörper 88 auf als die in Fig. 1 dargestellte Kolbenpumpe. Im übrigen sind diese beiden Kolbenpumpe gleich aufgebaut. Für gleiche Bauteile sind in Fig. 5 mit Fig. 1 übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird obige Beschreibung in Bezug genommen.

Der Einlaßventilkörper 88 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Er weist eine kugelkappenförmige Dichtfläche 90 auf, die von der Schraubendruckfeder 44 gegen den kegelförmigen Ventilsitz 40 in der Längsbohrung 32 des Kolbens 16 gedrückt wird. An seinem Außenumfang ist der Einlaßventilkörper 88 mit drei gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordneten, achsparallel verlaufenden und radial abstehenden Führungsstegen 92 versehen, die mit ihm einstückig sind. Diese drei Führungsstege 92 führen den Einlaßventilkörper 88 in axialer Richtung verschiebbar in der Längsbohrung 32 des Kolbens 16. In die Kolbenpumpe einzulassendes Fluid kann den Einlaßventilkörper 88 außen an seinem Umfang vorbei zwischen den Führungsstegen 92 hindurch umströmen.

Als Federsitz für die Schraubendruckfeder 44 ist der Einlaßventilkörper 88 mit einer tiefen, kreisförmigen Axialnut 94 an einer seiner Dichtfläche 90 abgewandten Stirnseite 96 versehen. Der Einlaßventilkörper 88 ist ein Spritzgußteil. Dieser Einlaßventilkörper 88 hat verglichen mit einer Kugel den Vorteil, daß er wesentlich kostengünstiger herstellbar ist, da das an einer Kugel als Einlaßventilkörper erforderliche Entfernen eines Spritzgrates am Kugel-Äquator sehr aufwendig ist. Weiterhin ist der aus Kunststoff gespritzte Einlaßventilkörper 88 im Vergleich zu einem aus Stahl bestehenden Einlaßventilkörper wesentlich leichter. Seine Massenträgheit ist dadurch viel geringer , was den Vorteil schnellen Öffnens bei geringerem Fluiddruck mit sich bringt. Insbesondere eine selbstsaugende Kolbenpumpe füllt sich dadurch besser.

Claims

1. Kolbenpumpe mit einem in einer Zylinderbohrung zu einer Hubbewegung antreibbaren Kolben und mit einem Einlaßventil, das einen Einlaßventilkörper und eine Einlaßventilfeder aufweist, die beide in einer Längsbohrung im Kolben untergebracht sind, wobei die Einlaßventilfeder den Einlaßventilkörper gegen einen Einlaßventilsitz drückt, der in der Längsbohrung des Kolbens ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einlaßventilfeder (44) gegen eine kappenförmiges Stützelement (48) abstützt, welches an einer Stirnseite (30) des Kolbens (16) angebracht ist und um diese herum von außen eine Hinterschneidung (58) an einer Außenumfangsfläche des Kolbens (16) hintergreift.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (48) mindestens einen Durchbruch (52) als Fluiddurchlaß aufweist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (48) eine Schnappverbindung mit dem Kolben (16) bildet.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (48) eine Umfangswand (54) mit mindestens einem Schlitz (70) aufweist, der an einer offenen Seite des Stützelements (48) mündet.

5. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (30) des Kolbens (16), an welcher das Stützelement (48) angebracht ist, eine Fase (68) aufweist.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (48) durch Umformung mit dem Kolben (16) verbunden ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßventilkörper (42) eine Kugel ist.

8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßventilkörper (88) eine sphärische Dichtfläche (90) aufweist.

9. Kolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßventilkörper (88) drei in radialer Richtung abstehende Führungsstege (92) aufweist.