DE8333941U1

DE8333941U1 - Zylinder- und kolbenpumpe

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Publication number: DE8333941U1
Application number: DE19838333941U
Authority: DE
Original assignee: RIVAPOMPE 92400 COURBEVOIE FR
Current assignee: RIVAPOMPE 92400 COURBEVOIE FR
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1984-03-01
Also published as: PT77686B; ES527518A0; GB2130685A; FR2536797B1; FR2536797A1; IT8368225A0; GB8330808D0; PT77686A; ES8407161A1

Description

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Die Neuerung betrifft eine weiterentwickelte Zylinder-und Kolbenpumpenart, die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, als Vakuumpumpe zur Steuerung von Bremsen eines Fahrzeugs verwendet werden kann.

Es sind Vakuumpumpen bekannt, die gegenwartig zu diesem Zwecke verwendet werden und die einen Formkörper aus Aluminium mit einer eingelassenen zylinderfönnigen Bohrung aufweisen, in die eine Zylinderbüchse aus Stahl oder einer StahlIegierung eingesetzt ist, in der der Kolben hin- und herbewegt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Lösung aufgrund des verhältnismäßig großen Kostenaufwandes wegen der Formung aus zwei Elementen, die zusammengesetzt v/erden müssen, darüber hinaus eine Anzahl von Nachteilen aufweist:

Es wird der Einsatz einer Abdichtungsvorrichtung zwischen dem Körper und der Büchse erforderlich, _Was insbesondere im Falle einer doppelt wirkenden Unterdruck- oder Vakuumpumpe unerläßlich ist, um zu verhindern, daß aufgrund der Druckdifferenz innerhalb der beiden Kammern der Pumpe die Luft von einer Kammer in die andere gelangen kann, indem sie den Kolben umgeht. Das Problem stellt sich um so mehr, da der Ausdehnungskoeffizient der Büchse sich von dem des Körpers derart unterscheidet, daß sich zwischen beiden Teilen ein Zwischenraum bildet, durch den Luft zirkulieren kann.

Der Kolben ist im allgemeinen aus einem Metall oder einer Legierung eines Leichtmetalls gefertigt, das bzw. die wiederum einen von der Büchse unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizient hat. Somit treten bei bedeutsamen Temperaturschwankungen der Pumpe häufig Dichtungsdefekte zwischen der Büchse und dem Kolben auf oder es setzt demgegenüber eine übermäßige Abnutzung des Kolbens ein.

Die Veröffentlichung "ölhydraulik und Pneumatik" beschreibt in dem Artikel 'Oberflächenveredelte Alu« Zylinder-rohre' , Band 25, Nr. 12, Seite 929» ein Oberflächenbehandlungsverfahren eines Rohrs aus Aluminium, wodurch dieser Nachteil zum Teil ausgeräumt wird. Dieses Verfahren besteht darin, die Oberfläche des Rohrs einer anodischen Oxidation zu unterziehen, bei der sich auf der Oberfläche eine Aluminiumoxid schicht bildet, die eine enge Bindung mit dem Rohrkörper eingeht.

Durch die DT-OS 26 4-5 I34- ist darüber hinaus ein Zylinder aus Aluminium für geradlinige Bewegung bekannt , der keine Büchse aufweist, dessen innere Oberfläche jedoch durch anodische Oxidation derart behandelt wurde, daß sich eine dünne Schutzschicht aus Aluminiumoxid gebildet hat.

Die nach den Verfahren dieser beiden VorverÖffentlichtungen behandelten Oberflächen werden jedoch nur mechanischen Belastungen geringer !Frequenz ausgesetzt; sie erfahren folglich nur eine verhältnismäßig geringe Abnutzung.

!Darüber hinaus stehen die nach diesen Verfahren behandelten Schichten mit einem Kolben aus Metall in Berührung, so daß der zweite vorstehend genannte Nachteil nicht beseitigt wird.

Die Neuerung hat die Aufgabe, die Oberflächenbehandlungsverfahren nach diesen beiden Vörveröffentlichungen insbesondere eine Zylinder- und Kolbenpumpe anzuwenden, deren Kolben mit großer Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird, d.h. bis auf 5000 Bewegungen pro Minute.

Die Pumpe nach der Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits einen Körper aus Metall oder einer Leichtmetallegierung, in dem eine zylinderförmige Bohrung besteht, auf deren Oberfläche durch bekannte elektrochemische Verfahren eine dünne Hartmetallocidschicht gebildet wird, und daß sie andererseits einen Kolben aufweist, der vorzugsweise aus demselben Metall oder der Metallegierung wie d«r Körper gefertigt ist und der eine Ringdichtung besitzt, die zumindest zum Teil aus einem Plastomer mit niedrigem Reibungskoeffizient besteht.

Der Körper weist keine Büchse auf, womit sämtliche Dichtungsprobleme der gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Pumpen ausgeräumt sind.

Die harte Metalloxidschicht kann entweder durch harte Anodisation oder durch physikalisches Absetzen von Metalloxiden gebildet werden.

In dem einen oder anderen Falle erhält man tatsächlich die Ausbildung von zwei Schichten, d.h. eine harte Oxidaussenschicht von beispielshalber 50 bis 150 Mikrometer und eine Zwischenschicht von beispielshalber 25 Mikrometer, in der das Oxid durch Diffusion im kristallinen Netz des Metalls eingeschlossen ist, wobei diese Schicht gewährleistet, daß sich die Aussenschicht an den Körper anheftet.

Die Bohrung des Körpers der Pumpe ist somit mit einer harten Schicht überzogen, die von 300 bis 450 Punkte der Vickershärte erreicht, was eine hohe Festigkeit gegen Abnutzung darstellt.

Es hat sich herausgestellt, daß eine derartige Schicht darüber hinaus ausgezeichnete Reibungseigenschaften besitzt, insbesondere mit dichtungen aus Plastomer (Polytetrafluoräthylen, zusammengesetzte Kohlenflußspate) .

Des weiteren erweist sie sich als besonders vorteilhaft bei Unterdruck- oder Vakuumpumpen, in denen sich die chemischen Korrosionsprobleme nicht stellen.

Selbstverständlich kann eine derartige Pumpe darüber hinaus mit sämtlichen Ausrüstungen für herkömmliche, einfach oder doppelt wirkende Fumpen, also mit Klappen, Regulierungs- und E^ühlungssystemen versehen werden. Sie kann durch, vom Motor hergeführtes Schmieröl geschmiert werden oder eigene Schmieröleinrichtungen aufweisen.

Somit bestellt die Eigentümlichkeit der Neuerung ||

in der besonderen Anwendung der bekannten Ober- J|

flächenbehandlung auf Kolbenpumpen, indem eine |

Reibung ohne Abnutzung des Kolbens auch bei hohen *

Verschiebegeschwindigkeiten desselben und bei innerhalb der Pumpe bis auf 1A-O⁰C gehende Temperaturen erreicht wird und indem in Kombination eine harte Oxidschicht und eine aus Elastomer gefertigte Dichtung geschaffen wird.

Durch die Neuerung wird demnach eine Hochleitungsunterdruck - oder -vakuumpumpe geschaffen, die leicht ist und kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Neuerung wird anhand der nächstfolgenden Be-Schreibung einer in den Zeichnungen dargestellten und nicht als begrenzend anzusehenden bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt einer

erfindungsgemäßen Pumpe ohne Buchs; und

Fig. 2 eine Teilansicht im Schnitt und größeren

Maßstab der in Fig. 1 dargestellten Pumpe, wobei aus dieser Ansicht insbesondere der Aufbau der Auskleidung der Bohrung des Zylinders und das Dichtungssystem von Kolben-Bohrung klar ersichtlich int.

Nach den Zeichnungen umfaßt die Pumpe einen Körper 1 aus Leichtmetall, boinpielshalber aus Aluminium,

Magnesium oder einer Legierung aus diesen beiden Metallen, in der kein Kupfer oder Eisen enthalten ist. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß bei vorhandenem Kupfer und Eisen sich die durch Anodisation gebildete Schicht nicht an den Körper anheftet. Die zylindrische Innenbohrung 2 des Körpers ist auf der einen Seite durch ein Gehäuse und auf der anderen Seite durch einen Boden 4- verschlossen.

Das Gehäuse 3 weist nach herkömmlicher Bauart eine Ansaugklappe 5 ι die mit dem Ansaxiganschluß einer Servobremse verbunden ist, und eine Förderklappe 6 auf.

Der Boden 4- besitzt eine koaxiale Lagerbüchse 7» in der aogedichtet die Stange 8 eines Kolbens 9 hin- und her gleitet. Darüber hinaus kann er im Falle einer doppelt wirkenden Pumpe eine Ansaugklappe 10 sowie eine Förderklappe 11 aufweisen, die gegebenenfalls mit der Ansaugklappe 5 bzw. der Förderklappe des Gehäuses 3 verbunden sind.

Nach Fig. 2 ist auf der Bohrung 2 von Körper 1 durch Hartaoodisation des Körpers ein überzug ausgebildet, der aus einer Aussenschicht 12 aus Aluminiumoxid, deren Dicke 50 bis I50 Mikrometer erreichen kann, und aus einer Innenschicht I3 besteht, in der Aluminiumoxid durch Diffusion in das kristalline Netz des Körpers 1 aus Aluminium eingebracht ist.

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Der Oberflächenzustand der Aluminiumoxidschicht 12 ist so günstig, daß die Notwendigkeit einer Oberflächenverbesserung oder Schleifbearbeitung entfällt.

Dennoch, kann die eine oder die andere Art einer derartigen Bearbeitung nach. Bedarf durchgeführt werden.

Der Kolben 9 kann durch Aufeinandersetzen von zwei Scheiben 14-, I5 aus Aluminium bestehen, die eine

HO einander zugewandte periperische Gchiftung 16 aufweisen, so daß auf dem Schnitt eine periperische Auskehlung 17 von quadratischem oder rechteckigen Querschnitt geschaffen ist. Im Inneren der Auskehlung 17 liegt ein zusammengesetztes Segment, das aus einer Aussenhülle 18 von ü-förmigen Querschnitt aus Flastomer gebildet ist, von dessen konkaven Teil ein Träger 19 aufgenommen wird, der aus einer torischen dichtung aus Elastomer oder sogar aus einer flexiblen torischen Metalldichtung bestehen kann.

Es hat sich herausgestellt, daß die Kombination der zur Schaffung der Gleitfläche Korper 1 / Dichtung 18-19 des Kolbens verwendeten Werkstoffe eine ausgezeichnete Abdichtung, ausgezeichnete Reibungseigenschaften und eine sehr günstige Festigkeit gegen Abnutzung ergeben.

Claims

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1. Zylinder- und -kolbenpumpe, insbesondere zur Verwendung der Steuerung von Fahrzeugbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits einen Körper (1) aus Metall oder aus einer Leichtmetallegierung, in dem eine zylinderförmige Bohrung (2) vorgesehen ißt, auf deren Oberfläche elektrochemisch eine dünne Hartmetallschicht (12-13) aufgebracht ist, und daß sie andererseits einen Kolben (9) aufweist, der vorzugsweise aus demselben Metall oder aus der Metallegierung wie der Körper besteht und der eine Ringdichtung (18) besitzt, die zumindest zum Teil aus einem Plastomer mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.

TELEX: TELEQRAMM: : TELEFON: BANKKONTO: PCWTiCHECKKONTO: 1 · 8Sf 44 INVENTION TEJ.ffAX BERLINER BANK AQ. PMEBSNER,BLN-W mvend BERLiN , ' 030/891 6937; ; · • BERLIN 31 4047 3M0S • . ';Μθ7ηβ130}β'··; ^: • · · ae9S719OOO

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) aus Aluminium oder aus einer Legierung dieser Metalle unter Ausschluß von Kupfer und Eisen besteht, wobei die Hartschicht (12-13) aus Metalloxid gegebenenfalls aus Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid besteht.

3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidschicht (12-13) durch Hartanodisation oder durch physikalisches Auftragen von Metalloxid gebildet ist.

4. Pumpe nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (18) aus Polytetrafluoräthylen oder einer fluorkohlenstoffhaltigen Kohlenflußspat-Verbindung besteht.