EP1831548A1 - Kolbenpumpe mit wenigstens einem kolbenelement - Google Patents

Kolbenpumpe mit wenigstens einem kolbenelement

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Publication number
EP1831548A1
EP1831548A1 EP05826426A EP05826426A EP1831548A1 EP 1831548 A1 EP1831548 A1 EP 1831548A1 EP 05826426 A EP05826426 A EP 05826426A EP 05826426 A EP05826426 A EP 05826426A EP 1831548 A1 EP1831548 A1 EP 1831548A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pressure chamber
volume
stroke
suction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05826426A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Alaze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1831548A1 publication Critical patent/EP1831548A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/0008—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/005—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using two or more pumping pistons
    • F04B11/0075—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using two or more pumping pistons connected in series
    • F04B11/0083—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using two or more pumping pistons connected in series the pistons having different cross-sections

Definitions

  • Piston pump with at least one piston element
  • the invention relates to a piston pump with at least one driven by a drive device and longitudinally movably arranged in a housing piston element according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a piston pump with two drivable by a drive device and longitudinally movably arranged in a housing piston elements is known.
  • the piston elements define together with a housing in each case a pressure chamber whose volume varies in dependence on a piston movement.
  • the pressure chambers are both with the suction side or. a suction area as well as with the pressure side resp. connected to a delivery side of the piston pump, wherein during a suction stroke of the piston elements in each case a hydraulic fluid in the sucked in question and characterized by a constant Volumenumunähme pressure chamber and during a delivery stroke of the piston member hydraulic fluid from the then characterized by a continuous decrease in volume pressure chamber is guided in the direction of the delivery side.
  • the delivery side of the piston pump is in each case connected to a working piston chamber of a compensating piston unit, whose compensation piston is also reciprocated by the drive device in the longitudinal direction in the housing between an upper and a lower dead point.
  • the piston element and the compensation piston unit corresponding thereto are in each case driven by 180 ° out of phase with each other, so that the compensation piston of the compensation piston unit is in its bottom dead center when the corresponding piston element in its top dead center is arranged.
  • the balancing pistons are stepped to equalize a suction-side pressure pulsation of the two-piston pump as compared with conventional two-piston pumps without balance piston.
  • This is based on the knowledge that the suction-side delivery characteristic of a piston pump by the use of a so-called stepped piston pump is substantially comparable to the same extent as the pressure-side delivery characteristic by combining the pump piston elements with the balance piston.
  • the effective surfaces of the stepped compensating pistons used for equalizing the suction-side pressure pulsation are limited by the piston rod interacting with an eccentric of the drive device such that a desired equalization of the suction-side pressure pulsation can not be achieved to the desired extent.
  • the piston pump according to the invention is provided with at least one piston element drivable via a drive device and longitudinally movably arranged in a housing and with a first pressure chamber delimited by the piston element and at least one housing-fixed component which can be connected to a suction side of the piston pump via an inlet valve device and which is connectable via a Outlet valve device can be brought into operative connection with a delivery side of the piston pump executed. Furthermore, a compensating piston unit which can likewise be driven by the drive device is provided, whose working piston space communicates with the delivery side. A stroke volume of the first pressure chamber is twice as large as the stroke volume of the compensating piston unit.
  • the suction-side pressure pulsation of the piston pump according to the invention is improved in comparison with a single-piston pump known from the prior art, since one connected to the suction region of the piston pump and in operative connection with the first pressure chamber during a suction stroke of the piston element.
  • tion standing second pressure chamber which is bounded by the piston member and at least one housing-fixed component is provided, the volume of which varies depending on a movement of the piston member in each case by half the stroke volume of the first pressure chamber.
  • the volume of the second pressure chamber increases in the case of a delivery stroke of the piston element which reduces the volume of the first pressure chamber and decreases during a suction stroke of the piston element which increases the volume of the first pressure chamber.
  • the stroke volume of the first pressure chamber in the piston pump according to the invention in contrast to a conventional piston pump, in which the stroke volume of the first pressure chamber is fully sucked during the suction stroke of the Kobenelements from the suction, in each case half during the suction phase of the first pressure chamber and sucked out of the suction area during the delivery phase of the first pressure chamber.
  • the aspirated during the delivery phase of the piston pump according to the invention from the suction half stroke volume is first fed into the second pressure chamber and during the suction stroke of the piston member, during which the volume of the second pressure chamber is reduced by half the stroke volume of the first pressure chamber, in the first pressure chamber initiated.
  • the above-described functionality of the second pressure chamber results from the arrangement of the second pressure chamber between the suction region of the piston pump and the first pressure chamber and the in each case opposing volume changes of the two pressure chambers as a function of the movement of the piston element.
  • the second pressure chamber thus constitutes a buffer store that can be filled during the delivery phase of the first pressure chamber, which is emptied during the suction phase of the first pressure chamber due to its reduction in volume while delivering half the stroke volume of the first pressure chamber to it.
  • the remaining portion of hydraulic fluid required for the complete filling of the first pressure chamber is removed from the suction region of the piston pump during the suction phase of the first pressure chamber. This procedure leads in a simple manner to a reduction of the fluid friction in the suction region, which in turn results in reduced noise during operation of a piston pump.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal section of inventive piston pumps
  • FIG. 2 shows a highly schematic partial view of a drive device of the piston pumps according to FIG. 1; and FIG. 3 shows a suction-side pressure pulsation profile of one of the piston pumps according to FIG. 1 in comparison to a piston pump sucking in only during the suction stroke of the piston element.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view through two piston pumps IA, IB which are designed as single-piston pumps and in each case comprise a piston element 4A, 4B which can be driven via a drive device 2 and is longitudinally movably arranged in a housing 3.
  • the piston pumps IA, IB basically have the same structure, which is why in the following description of the piston pumps IA and IB in each case only one of the piston pumps IA or IB reference is made and in the drawing the same components in each case with the same reference numerals in combination with the letter A or B are designated.
  • Each piston pump IA and IB is in each case assigned a compensating piston unit 6A, 6B, wherein in each case a working piston chamber 6A_K or 6B_K of the compensating piston units 6A, 6B is in each case connected to a delivery side 7A, 7B of the piston pumps IA, IB.
  • the piston element 4A of the piston pump IA together with two housing-mounted insert elements 8A, 9A, defines a first pressure chamber 10A, which can be connected to the delivery side 7A of the piston pump 5A via an outlet valve device IIA.
  • the first pressure chamber 10A can be connected to a suction region 12A of the piston pump IA via an inlet valve device 13A, the first pressure chamber 10A being separated from the suction region 12A via the inlet valve device 13A during a compression stroke or delivery stroke of the piston element 4A which reduces the volume of the first pressure chamber 10A ,
  • the mode of operation of the outlet valve device IIA which is embodied here with a spherical sealing element 5A sprung in the closing direction of the outlet valve device IIA, is such that the outlet valve device IIA lifts off the insert element 9A during a delivery stroke of the piston element 4A when a defined pressure value in the first pressure chamber 10A is reached and in the first pressure chamber 10A befindliches hydraulic fluid is guided in the direction of the delivery side 7A of the piston pump IA.
  • the inlet valve device 13A designed with a disk-like sealing element 14A is closed, so that the connection between the first pressure chamber 10 and the suction region 12 is interrupted during the delivery stroke of the piston element 4A.
  • the piston elements 4A and 4B of the piston pumps IA and IB as well as the respective corresponding balancing piston units 6A and 6B lie with their the drive device 2 facing end sides in each case on one of two eccentric elements 2A, 2B, which rotatably with a drive shaft 2C the drive device 2 are connected.
  • the two eccentric elements 2A and 2B are in each case embodied with the same eccentricity and, in the manner shown in more detail in FIG. 2, positioned at the circumference of the drive shaft 2C that the compensating piston units 6A and 6B in operative connection with the eccentric element 2B are in each case 180 ° out of phase to which in each case corresponding piston element 4A or 4B are driven by the drive device 2.
  • This compensating piston elements 61A and. 61B of the balancing piston units 6A, 6B moves in each case in the direction of their bottom dead center, while the respective corresponding piston element 4A or 4B is moved in the direction of its top dead center.
  • the effective areas of the compensating piston elements 61A, 61B and their stroke paths are dimensioned such that the volume of the delivery side 7A or 7B in the region of a compensating piston unit 6A or 6B is in each case half the stroke volume of the first pressure chamber 10A or 10B of the piston pump 1A. Is increased during the delivery phase of the piston pump IA or IB and during the suction phase of the piston pump IA or IB by half the stroke volume of the first pressure chamber 10A or. 1OB is increased.
  • the piston element 4A is designed in such a stepped manner that a second pressure chamber 15A connected to the suction region 12A is formed between the piston element 4A and the housing 3, the volume of which is dependent on a movement of the piston element 4A in each case around the half stroke volume of the first pressure chamber 10A varies.
  • the volume of the second pressure chamber 15A increases during a delivery stroke of the piston element 4A which reduces the volume of the first pressure chamber 10A and decreases during a suction stroke of the piston element 4A which increases the volume of the first pressure chamber 10A.
  • the second pressure chamber 15A is arranged between an outer circumferential surface of the hollow deep-drawn part designed as a piston member 4A and the housing 2.
  • the second pressure chamber 15A is connected via at least one bore or recess 16A of the lateral surface of the piston member 4A with an inner space 17A of the piston member 4A, so that the first pressure chamber 10A is fluidically connected to the second pressure chamber 15A with the inlet valve device 13A open.
  • the second pressure chamber 15A By dimensioning and the above-described arrangement of the second pressure chamber 15A is achieved that both during a compression stroke and during a suction stroke of the Piston element 4A half the stroke volume of the piston pump IA or. of the first pressure chamber 10A is guided from the suction side in the direction of the first pressure chamber 10A.
  • the other half of the stroke volume to be led in the direction of the first pressure chamber 10A from the second pressure chamber 15A is used to completely fill the first pressure chamber 15A due to its volume reduction.
  • a pressure pulsation which substantially corresponds to a two-piston pump, is established in the region of the suction region 12A.
  • the working piston space 6A_K of the balancing piston unit 6A is connected to a master brake cylinder 19A of a brake system, not shown, of a vehicle in order to promote hydraulic fluid in the direction of the master cylinder 19 of the brake system in certain operating states of an ABS or ESP system.
  • connection between the working piston space 6A_K of the balance piston unit 6A and the master cylinder 19 and a connection between the working piston space 6B_K of the balance piston unit 6B and the master cylinder 19 are each carried out with a check valve 20A, 20B to one of the balance piston units 6A and 6B to attenuate outgoing pressure pulsation on the master cylinder 19 or ideally completely eliminate it.
  • FIG. 3 shows in each case two courses of a pressure pulsation on the delivery side 15A or 15B of the piston pump IA or respectively. IB shown.
  • the dashed line Pl indicates the course of the pressure pulsation of a piston pump designed as a single-piston pump, which is operated without a previously described compensating piston unit 6A or 6B on the delivery side.
  • the pressure pulsation graphically represented by the curve P2 in FIG. 3 adjusts itself on the delivery side 7A or 7B of the piston pump IA or IB if it is operated with a compensation piston unit 6A or 6B in the above-described arrangement.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Kolbenpumpe (1A, 1B) mit wenigstens einem über eine Antriebseinrichtung (2) antreibbaren und in einem Gehäuse (3) längsbeweglich angeordneten Kolbenelement (4A, 4B) und mit einem von dem Kolbenelement (4A, 4B) und wenigstens einem gehäusefesten Bauteil (8A, 8B, 9A, 9B) begrenzten ersten Druckraum (10A, 10B), beschrieben. Der erste Druckraum (10A, 10B) ist über eine Einlassventileinrichtung (13A, 13B) mit einem Saugbereich (12A, 12B) verbindbar und über eine Auslassventileinrichtung (11A, 11B) mit einer Förderseite (7A, 7B) in Wirkverbindung bringbar. Des Weiteren ist eine ebenfalls von der Antriebseinrichtung (2) antreibbare Ausgleichskolbeneinheit (6A, 6B) vorgesehen, dessen Arbeitskolbenraum (6A K, 6B K) mit der Förderseite (7A, 7B) in Verbindung steht. Ein Hubvolumen des ersten Druckraums (10A, 10B) ist doppelt so groß wie ein Hubvolumen des Arbeitskolbenraums (6A K, 6B K). Von dem Kolbenelement (4A, 4B) und wenigstens einem gehäusefesten Bauteil (8A, 8B, 9A, 9B) ist ein zweiter mit dem ersten Druckraum (10A, 10B) während eines Saughubs des Kolbenelements (4A, 4B) in Wirkverbindung stehender und mit dem Saugbereich (12A, 12B) verbundener Druckraum (15A, 15B) begrenzt, dessen Volumen in Abhängigkeit einer Bewegung des Kolbenelements (4A, 4B) jeweils um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums (10A, 10B) variiert, wobei sich das Volumen des zweiten Druckraums (15A, 15B) bei einem das Volumen des ersten Druckraums (10A, 10B) verkleinernden Förderhub des Kolbenelements (4A, 4B) vergrößert.

Description

Kolbenpumpe mit wenigstens einem Kolbenelement
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit wenigstens einem über eine Antriebseinrichtung antreibbaren und in einem Gehäuse längsbeweglich angeordneten Kolbenelement gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art .
Aus der WO 01/81761 Al ist eine Kolbenpumpe mit zwei über eine Antriebseinrichtung antreibbaren und in einem Gehäuse längsbeweglich angeordneten Kolbenelementen bekannt . Die Kolbenelemente begrenzen gemeinsam mit einem Gehäuse j eweils einen Druckraum, dessen Volumen in Abhängigkeit einer Kolbenbewegung variiert . Die Druckräume sind sowohl mit der Saugseite bzw . einem Saugbereich als auch mit der Druckseite bzw . einer Förderseite der Kolbenpumpe verbunden, wobei während eines Saughubs der Kolbenelemente j eweils Hydraulikfluid in den betreffenden und durch eine stetige Volumenzunähme gekennzeichneten Druckraum angesaugt und während eines Förderhubs des Kolbenelements Hydraulikfluid aus dem dann durch eine stetige Volumenabnahme gekennzeichneten Druckraum in Richtung der Förderseite geführt wird. Des Weiteren ist die Förderseite der Kolbenpumpe j eweils mit einem Arbeitskolbenraum einer Ausgleichskolbeneinheit verbunden, deren Ausgleichskolben von der Antriebseinrichtung ebenfalls in Längsrichtung in dem Gehäuse zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt hin und her bewegt wird.
Um eine Druckpulsation auf der Förderseite der Kolbenpumpe zu vergleichmäßigen, werden das Kolbenelement und die damit korrespondierende Ausgleichskolbeneinheit j eweils um 180 ° phasenversetzt zueinander angesteuert, so dass sich der Ausgleichskolben der Ausgleichskolbeneinheit in seinem unteren Totpunkt befindet, wenn das damit korrespondierende Kolbenelement in seinem oberen Totpunkt angeordnet ist .
Darüber hinaus sind die Ausgleichskolben gestuft ausgeführt, um eine saugseitige Druckpulsation der Zweikolbenpumpe im Vergleich zu herkömmlichen Zweikolbenpumpen ohne Ausgleichskolben zu vergleichmäßigen . Dies beruht auf der Kenntnis, dass die saugseitige Fördercharakteristik einer Kolbenpumpe durch die Verwendung einer so genannten Stufenkolbenpumpe im Wesentlichen in gleichem Umfang vergleichmäßigbar ist, wie die druckseitige Fördercharakteristik durch die Kombination der Pumpenkolbenelemente mit den Ausgleichskolben . Nachteilig dabei ist j edoch, dass die für die Vergleichmäßigung der saugseitigen Druckpulsation eingesetzten Wirkflächen der gestuften Ausgleichskolben durch die mit einem Exzenter der Antriebseinrichtung zusammenwirkende Kolbenstange derart begrenzt ist, dass eine angestrebte Vergleichmäßigung der saugseitigen Druckpulsation nicht in dem gewünschten Umfang erzielbar ist .
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist mit wenigstens einem ü- ber eine Antriebseinrichtung antreibbaren und in einem Gehäuse längsbeweglich angeordneten Kolbenelement und mit einem von dem Kolbenelement und wenigstens einem gehäusefesten Bauteil begrenzten ersten Druckraum, der über eine Einlassventileinrichtung mit einer Saugseite der Kolbenpumpe verbindbar ist und der über eine Auslassventileinrichtung mit einer Förderseite der Kolbenpumpe in Wirkverbindung bringbar ist, ausgeführt . Des Weiteren ist eine ebenfalls von der Antriebseinrichtung antreibbare Ausgleichskolbeneinheit vorgesehen, deren Arbeitskolbenraum mit der Förderseite in Verbindung steht . Ein Hubvolumen des ersten Druckraums ist doppelt so groß wie das Hubvolumen der Ausgleichskolbeneinheit .
Die saugseitige Druckpulsation der Kolbenpumpe nach der Erfindung ist im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Einkolbenpumpe verbessert, da ein mit dem Saugbereich der Kolbenpumpe verbundener und mit dem ersten Druckraum während eines Saughubs des Kolbenelements in Wirkverbin- dung stehender zweiter Druckraum, der von dem Kolbenelement und wenigstens einem gehäusefesten Bauteil begrenzt ist, vorgesehen ist, dessen Volumen in Abhängigkeit einer Bewegung des Kolbenelements j eweils um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums variiert . Das Volumen des zweiten Druckraums vergrößert sich bei einem das Volumen des ersten Druckraums verkleinernden Förderhub des Kolbenelements und verkleinert sich während eines das Volumen des ersten Druckraums vergrößernden Saughubs des Kolbenelements .
Damit wird das Hubvolumen des ersten Druckraums bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe im Gegensatz zu einer herkömmlichen Kolbenpumpe, bei der das Hubvolumen des ersten Druckraums in vollem Umfang während des Saughubs des Kobenelements aus dem Saugbereich angesaugt wird, j eweils zur Hälfte während der Saugphase des ersten Druckraums und während der Förderphase des ersten Druckraums aus dem Saugbereich angesaugt . Das während der Förderphase der Kolbenpumpe nach der Erfindung aus dem Saugbereich angesaugte halbe Hubvolumen wird zunächst in den zweiten Druckraum geführt und während des Saughubs des Kolbenelements, während dem das Volumen des zweiten Druckraums um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums verkleinert wird, in den ersten Druckraum eingeleitet .
Die vorbeschriebene Funktionalität des zweiten Druckraums resultiert aus der Anordnung des zweiten Druckraums zwischen dem Saugbereich der Kolbenpumpe und dem ersten Druckraum und der j eweils gegensätzlichen Volumenänderungen der beiden Druckräume in Abhängigkeit der Bewegung des Kolbenelements . Der zweite Druckraum stellt somit einen während der Förderphase des ersten Druckraums befüllbaren Zwischenspeicher dar, der während der Saugphase des ersten Druckraums aufgrund seiner Volumenverkleinerung entleert wird und dabei das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums an diesen abgibt . Der restliche zur vollständigen Befüllung des ersten Druckraums benötigte Anteil an Hydraulikfluid wird während der Saugphase des ersten Druckraums aus dem Saugbereich der Kolbenpumpe entnommen . Diese Vorgehensweise führt auf einfache Art und Weise zu einer Verminderung der Flüssigkeitsreibung im Saugbereich, wodurch wiederum eine verminderte Geräuschentwicklung im Betrieb einer Kolbenpumpe erreicht wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar .
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeter Kolbenpumpen schematisch vereinfacht dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt :
Figur 1 einen schematisierten Längsschnitt erfindungsgemäßer Kolbenpumpen;
Figur 2 eine stark schematisierte Teilansicht einer Antriebseinrichtung der Kolbenpumpen gemäß Figur 1 ; und Figur 3 einen saugseitigen Druckpulsationsverlauf einer der Kolbenpumpen gemäß Figur 1 im Vergleich zu einer lediglich während des Saughubs des Kolbenelements ansaugenden Kolbenpumpe .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt eine Längsschnittansicht durch zwei als EinKolbenpumpen ausgeführte Kolbenpumpen IA, IB welche j eweils ein über eine Antriebseinrichtung 2 antreibbares und in einem Gehäuse 3 längsbeweglich angeordnetes Kolbenelement 4A, 4B umfassen . Die Kolbenpumpen IA, IB weisen grundsätzlich denselben Aufbau auf, weshalb bei der nachfolgenden Beschreibung der Kolbenpumpen IA und IB j eweils lediglich auf eine der Kolbenpumpen IA oder IB Bezug genommen wird und in der Zeichnung gleiche Bauteile j eweils mit denselben Bezugszeichen in Kombination mit dem Buchstaben A oder B bezeichnet werden.
Beiden Kolbenpumpen IA und IB ist j eweils eine Ausgleichskolbeneinheit 6A, 6B zugeordnet, wobei j eweils ein Arbeitskolbenraum 6A_K bzw. 6B_K der Ausgleichskolbeneinheiten 6A, 6B j eweils mit einer Förderseite 7A, 7B der Kolbenpumpen IA, IB verbunden ist .
Das Kolbenelement 4A der Kolbenpumpe IA begrenzt gemeinsam mit zwei gehäusefesten Einsatzelementen 8A, 9A einen ersten Druckraum 10A, der über eine Auslassventileinrichtung IIA mit der Förderseite 7A der Kolbenpumpe 5A verbindbar ist . Des Weiteren ist der erste Druckraum 1OA über eine Einlassventileinrichtung 13A mit einem Saugbereich 12A der Kolbenpumpe IA verbindbar, wobei der erste Druckraum 1OA während eines das Volumen des ersten Druckraums 10A verkleinernden Verdichtungshubs bzw. Förderhubs des Kolbenelements 4A über die Einlassventileinrichtung 13A gegenüber dem Saugbereich 12A getrennt ist .
Die Wirkungsweise der Auslassventileinrichtung IIA, welche vorliegend mit einem in Schließrichtung der Auslassventileinrichtung IIA angefederten kugelförmigen Dichtelement 5A ausgeführt ist, ist derart, dass die Auslassventileinrichtung IIA während eines Förderhubs des Kolbenelements 4A bei Erreichen eines definierten Druckwerts in dem ersten Druckraum 10A von dem Einsatzelement 9A abhebt und in dem ersten Druckraum 10A befindliches Hydraulikfluid in Richtung der Förderseite 7A der Kolbenpumpe IA geführt wird.
Gleichzeitig ist die mit einem scheibenartig ausgeführten Dichtelement 14A ausgeführte Einlassventileinrichtung 13A geschlossen, so dass während des Förderhubs des Kolbenelements 4A die Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 10 und dem Saugbereich 12 unterbrochen ist .
Die Kolbenelemente 4A und 4B der Kolbenpumpen IA und IB sowie die j eweils damit korrespondierenden Ausgleichskolbeneinheiten 6A und 6B liegen mit ihren der Antriebseinrichtung 2 zugewandten Stirnseiten j eweils an einem von zwei Exzenterelementen 2A, 2B an, welche drehfest mit einer Antriebswelle 2C der Antriebseinrichtung 2 verbunden sind. Die beiden Exzenterelemente 2A und 2B sind j eweils mit der gleichen Exzentrizität ausgeführt und in der in Figur 2 näher dargestellten Art und Weise versetzt zueinander am Umfang der Antriebswelle 2C positioniert, dass die mit dem Exzenterelement 2B in Wirkverbindung stehenden Ausgleichskolbeneinheiten 6A und 6B j eweils um 180 ° phasenversetzt zu dem j eweils damit korrespondierenden Kolbenelement 4A bzw. 4B von der Antriebseinrichtung 2 angesteuert werden . Damit werden Ausgleichskolbenelemente 61A bzw . 61B der Ausgleichskolbeneinheiten 6A, 6B j eweils in Richtung ihres unteren Totpunkts bewegt, während das j eweils damit korrespondierende Kolbenelement 4A bzw. 4B in Richtung seines oberen Totpunkts bewegt wird.
Die Wirkflächen der Ausgleichskolbenelemente 61A, 61B und deren Hubwege sind vorliegend derart dimensioniert, dass das Volumen der Förderseite 7A bzw. 7B im Bereich einer Ausgleichskolbeneinheit 6A bzw. 6B j eweils um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums 10A bzw. 1OB der Kolbenpumpe IA bzw . IB während der Förderphase der Kolbenpumpe IA bzw. IB vergrößert wird und während der Saugphase der Kolbenpumpe IA bzw. IB um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums 10A bzw . 1OB vergrößert wird.
Dadurch wird erreicht, dass sowohl während der Förderphase als auch während der Saugphase einer Kolbenpumpe IA bzw. IB die Förderseite 7A bzw . 7B einer Kolbenpumpe IA bzw. IB mit dem halben Hubvolumen des ersten Druckraums 10A bzw. 1OB der Kolbenpumpe IA oder IB beaufschlagt wird, wodurch im Ver- gleich zu einer herkömmlichen als Einkolbenpumpe ausgeführten Kolbenpumpe auf der Förderseite 7A bzw . 7B eine wesentlich gleichmäßigere Druckpulsation erreicht wird.
Zusätzlich ist das Kolbenelement 4A in einem dem Saugbereich 12A zugewandten Bereich derart gestuft ausgeführt, dass zwischen dem Kolbenelement 4A und dem Gehäuse 3 ein zweiter mit dem Saugbereich 12A verbundener Druckraum 15A ausgebildet ist, dessen Volumen in Abhängigkeit einer Bewegung des Kolbenelements 4A j eweils um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums 10A variiert . Dabei vergrößert sich das Volumen des zweiten Druckraums 15A während eines das Volumen des ersten Druckraums 10A verkleinernden Förderhubs des Kolbenelements 4A und verkleinert sich während eines das Volumen des ersten Druckraums 10A vergrößernden Saughubs des Kolbenelements 4A.
Der zweite Druckraum 15A ist zwischen einer äußeren Mantelfläche des als hohles Tiefziehteil ausgeführten Kolbenelements 4A und dem Gehäuse 2 angeordnet . Zusätzlich ist der zweite Druckraum 15A über wenigstens eine Bohrung bzw. Aussparung 16A der Mantelfläche des Kolbenelements 4A mit einem Innenraum 17A des Kolbenelements 4A verbunden, so dass der erste Druckraum 10A mit dem zweiten Druckraum 15A bei geöffneter Einlassventileinrichtung 13A fluidisch verbunden ist .
Durch die Dimensionierung und die vorbeschriebene Anordnung des zweiten Druckraums 15A wird erreicht, dass sowohl während eines Verdichtungshubs als auch während eines Saughubs des Kolbenelements 4A das halbe Hubvolumen der Kolbenpumpe IA bzw . des ersten Druckraums 10A von der Saugseite in Richtung des ersten Druckraums 10A geführt wird. Während des Saughubs des Kolbenelements 4A wird die andere Hälfte des in Richtung des ersten Druckraums 10A zu führenden Hubvolumens aus dem zweiten Druckraum 15A aufgrund dessen Volumenreduktion zur vollständigen Befüllung des ersten Druckraums 15A verwendet . Damit stellt sich auch im Bereich des Saugbereichs 12A eine Druckpulsation ein, welche im Wesentlichen einer Zweikolbenpumpe entspricht .
Das bedeutet, dass sowohl mit den Ausgleichskolbeneinheiten 6A und 6B sowie den zweiten Druckräumen 15A und 15B sowohl saugbereichseitig als auch förderseitig mit einer als Einkol- benpumpe ausgeführten Kolbenpumpe die Druckpulsation einer Zweikolbenpumpe darstellbar ist, ohne das tatsächlich ein zweites Pumpenelement vorhanden ist . Dies führt vorteilhafterweise zu einer Reduzierung der Herstellkosten . Des Weiteren besteht die Möglichkeit an sich bekannte Einkolben- pumpen zu verwenden, welche mit verhältnismäßig geringem Aufwand im saugseitigen Anschlussbereich mit dem zweiten Druckraum ausgestaltet werden .
Zudem wird im Vergleich zu herkömmlichen Zweikolbenpumpen auch eine verbesserte Druckaufbaudynamik erreicht, da Einkol- benpumpen grundsätzlich mit größeren Saugquerschnitten und auch mit größeren Einlassquerschnitten ausgeführt sind. Zusätzlich ist der Arbeitskolbenraum 6A_K der Ausgleichskolbeneinheit 6A mit einem Hauptbremszylinder 19A eines nicht näher dargestellten Bremssystems eines Fahrzeugs verbunden, um in gewissen Betriebszuständen eines ABS- oder ESP-Systems Hydraulikfluid in Richtung des Hauptbremszylinders 19 des Bremssystems zu fördern .
Zur Verbesserung eines Fahrkomforts ist die Verbindung zwischen dem Arbeitskolbenraum 6A_K der Ausgleichskolbeneinheit 6A und dem Hauptbremszylinder 19 sowie eine Verbindung zwischen dem Arbeitskolbenraum 6B_K der Ausgleichskolbeneinheit 6B und dem Hauptbremszylinder 19 j eweils mit einem Rückschlagventil 20A, 20B ausgeführt, um eine von den Ausgleichskolbeneinheiten 6A und 6B ausgehende Druckpulsation am Hauptbremszylinder 19 zu dämpfen oder im Idealfall vollständig zu eliminieren .
In Figur 3 sind j eweils zwei Verläufe einer Druckpulsation auf der Förderseite 15A bzw. 15B der Kolbenpumpe IA bzw . IB dargestellt . Dabei gibt die strichliert ausgeführte Linie Pl den Verlauf der Druckpulsation einer als Einkolbenpumpe ausgeführten Kolbenpumpe wieder, welche ohne eine vorbeschriebene Ausgleichskolbeneinheit 6A bzw. 6B auf der Förderseite betrieben wird. Die durch den Verlauf P2 in Figur 3 grafisch dargestellte Druckpulsation stellt sich auf der Förderseite 7A bzw. 7B der Kolbenpumpe IA bzw. IB ein, wenn diese mit einer Ausgleichskolbeneinheit 6A bzw. 6B in der vorbeschriebenen Anordnung betrieben wird. Die Gegenüberstellung der Verläufe Pl und P2 macht deutlich, dass durch den Einsatz einer erfindungsgemäß ausgeführten Kolbenpumpe IA bzw. IB eine flachere und über einen Betriebszyklus der Kolbenpumpe IA bzw. IB vergleichmäßigte Druckpulsation erreicht wird, die wesentlich zu einer Reduktion der Betriebsgeräusche aufgrund verringerter Flüssigkeitsreibung führt .

Claims

Ansprüche
1. Kolbenpumpe (IA, IB) mit wenigstens einem über eine Antriebseinrichtung (2 ) antreibbaren und in einem Gehäuse
(3) längsbeweglich angeordneten Kolbenelement ( 4A, 4B) und mit einem von dem Kolbenelement (4A, 4B) und wenigstens einem gehäusefesten Bauteil (8A, 8B, 9A, 9B) begrenzten ersten Druckraum ( 10A, 10B) , der über eine Einlassventileinrichtung (13A, 13B) mit einem Saugbereich
(12A, 12B) verbindbar ist und über eine Auslassventileinrichtung (IIA, IIB) mit einer Förderseite (7A, 7B) in Wirkverbindung bringbar ist, und mit einer ebenfalls von der Antriebseinrichtung (2 ) antreibbaren Ausgleichskolbeneinheit ( 6A, 6B) , dessen Arbeitskolbenraum ( 6A_K, 6B_K) mit der Förderseite ( 7A, 7B) in Verbindung steht, wobei ein Hubvolumen des ersten Druckraums (10A, 10B) doppelt so groß wie ein Hubvolumen des Arbeitskolbenraums
( 6A_K, 6B_K) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Kolbenelement ( 4A, 4B) und wenigstens einem gehäuse- festen Bauteil (3) ein mit dem Saugbereich (12A, 12B) verbundener und mit dem ersten Druckraum (10A, 10B) während eines Saughubs des Kolbenelements (4A, 4B) in Wirkverbindung stehender zweiter Druckraum (15A, 15B) begrenzt ist, dessen Volumen in Abhängigkeit einer Bewegung des Kolbenelements (4A, 4B) j eweils um das halbe Hubvolumen des ersten Druckraums (10A, 10B) variiert, wobei sich das Volumen des zweiten Druckraums ( 15A, 15B) bei einem das Volumen des ersten Druckraums (10A, 10B) verkleinernden Förderhub des Kolbenelements (4A, 4B) vergrößert .
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2 ) mit einer Antriebswelle (2C) und wenigstens einem darauf angeordneten Exzenter (2A, 2B) ausgeführt ist .
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (4A, 4B) als hohles Tiefziehteil ausgeführt ist, wobei der zweite Druckraum (15A, 15B) zwischen der äußeren Mantelfläche des Kolbenelements (4A, 4B) und dem gehäusefesten Bauteil (3) angeordnet ist und über wenigstens eine Aussparung (16A, 16B) der Mantelfläche mit einem Innenraum (17A, 17B) des Kolbenelements (4A, 4B) , welches über die Einlassventileinrichtung (13A, 13B) mit dem ersten Druckraum (10A, 10B) verbindbar ist, in Verbindung steht .
4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolbenraum ( 6A K, 6B K) der Ausgleichskolbeneinheit ( 6A, 6B) mit einem Hauptbremszylinder ( 19) eines Bremssystems eines Fahrzeugs verbunden ist .
5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Arbeitskolbenraum ( 6A_K, 6B_K) und dem Hauptbremszylinder (19) ein ausgehend vom Hauptbremszylinder (19) in Richtung des Arbeitskolbenraums ( 6A K, 6B_K) wirkendes Rückschlagventil (2OA, 20B) vorgesehen ist, durch das die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (19) und dem Arbeitskolbenraum ( 6A_K, 6B_K) bei Vorliegen eines positiven Druckgefälles gesperrt ist .
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