DE102012203931A1

DE102012203931A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102012203931A1
Application number: DE102012203931A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dinkel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-02-07
Also published as: WO2013017343A1; CN103732916A; KR20140045519A; US20140178224A1; EP2739851A1; CN103732916B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (7), das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen abschnittsweise geführten Pumpenkolben (6), eine Kolbenrückstellfeder sowie ein Saug- und Druckventil aufweist, mit einem den Pumpenkolben (6) saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum (12) für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben (6) druckseitig begrenzenden Förderraum, sowie mit einem elastischen Dichtring (1) zur Abdichtung des Pumpenkolbens (6) in Richtung eines Pumpenantriebsraums (13). Zur Verhinderung einer Leckage in Richtung des Pumpenantriebsraums (13) ist der elastische Dichtring (1) mit einer Nut (3) versehen, in der ein den Dichtring (1) auf den Pumpenkolben (6) anpressendes Federelement (2) eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 10 2010 028 539 A1 ist bereits eine derartige Kolbenpumpe bekannt, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen Pumpenkolben, eine Kolbenrückstellfeder sowie ein Saug- und Druckventil aufweist, sowie mit einem den Pumpenkolben saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und einem den Pumpenkolben druckseitig begrenzenden Förderraum. Zur Abdichtung des Pumpenkolbens auf der Niederdruckseite ist zwischen einer Buchse und einer Stufenbohrung ein elastischer Dichtring unter axialer Vorspannung angeordnet, sodass eine durch die Gleitbewegung des Pumpenkolbens initiierte Axialbewegung des Dichtrings sicher ausgeschlossen werden kann, um einen erhöhten Verschleiß des Dichtrings zu verhindern. Zwischen der Buchse und dem Dichtring befindet sich ferner ein Stützring sowie am Ende des Pumpengehäuses ein Führungsband für den Pumpenkolben, dem ein weiterer Stützring vorgeordnet ist, sodass der Dichtring beidseitig von Stützringen flankiert ist. Es befinden sich folglich im Bereich des Dichtrings die durch eine Feder beaufschlagte Buchse, die beiden Stützringe als auch das Führungsband, wodurch sich ein erheblicher Teileaufwand ergibt, der überdies die Baulänge der Pumpe vergrößert.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenpumpe der angegebenen Art derart zu verbessern, dass weniger, möglichst kompakte Bauteile benötigt werden, sowie gleichzeitig eine verbesserte Abdichtung entlang der Mantelfläche des Pumpenkolbens gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Kolbenpumpe der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 im Längsschnitt an einem Pumpenkolben angeordnet die wesentlichen Führungs- und Abdichtelemente, bestehend aus einem auf Anschlag in das Pumpengehäuse eingepressten Führungsband und einem davor im Pumpengehäuse fixierten Dichtring, der getrennt durch einen Ringspalt von einem im Pumpengehäuse fixierten Stützring begrenzt ist,
2 abweichend von 1 im Längsschnitt einen unmittelbar auf Anschlag in das Pumpengehäuse eingepressten Dichtring mit einem davor angeordneten Führungsband, das durch eine Ringspalt vom Dichtring getrennt ist.
Die 1 zeigt eine abschnittsweise Darstellung eine Kolbenpumpe in einem Längsschnitt, die bevorzugt zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung zum Einsatz gelangt. Das Pumpengehäuse 7 der Kolbenpumpe ist teilweise abgebildet und weist mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmenden Pumpenbauteile auf, wie ein in einem ringförmigen Führungsband 8 abschnittsweise geführtes Ende eines Pumpenkolbens 6, diametral zum Führungsband 8 einen als Nachlaufraum 12 für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum sowie einen an der Mantelfläche des Pumpenkolbens 6 anliegenden elastischen Dichtring 1 zur leckagefreien Abdichtung des Kolbenendes in Richtung eines Kolbenantriebsraum 13, der als Antrieb für den Pumpenkolben beispielhaft einen Exzenter mit einem Exzenterlager aufnimmt. Der Pumpenkolben 6 als auch der Nachlaufraum 12 sind gleichfalls nur jeweils in dem für die Erfindung relevanten Bereich gezeigt, sodass sich die aus 1 erkennbaren Einzelheiten auf das Notwendige beschränken.
Der links des Pumpenkolbens 6 nicht dargestellte Bereich der Kolbenpumpe umfasst im Wesentlichen einen Förderraum, eine Kolbenrückstellfeder und ein Saug- und Druckventil mit den zugehörigen Saug- und Druckanschlüssen.
Damit während des Pumpenlaufs eine möglichst gleichbleibende leckagefreie Abdichtung des Pumpenkolbens 6 in Richtung des Kolbenantriebsraums 13 zustande kommt, sieht die Erfindung vor, dass der elastische Dichtring 1 mit einer axial gerichteten, ringförmig umlaufenden Nut 3 (sog. Ringnut) versehen ist, die somit seitlich eingesetzt ein Federelement 2 aufnimmt, das die Dichtlippe des Dichtrings 1 auf den Pumpenkolben 6 anpresst. Zur Erzeugung einer konstanten Anpresskraft des Dichtrings 1 auf die Mantelfläche des Pumpenkolbens 6 ist das Federelement 2 als ein eine Radialkraft erzeugendes Spreizelement ausgeführt.
Um die Funktionstüchtigkeit der Kolbenpumpe trocken, d. h. ohne Einsatz von Hydraulikflüssigkeit überprüfen zu können, ist der elastische Dichtring 1 aus einem Werkstoff mit zu Prüfzwecken hinreichend guten Trockenlaufeigenschaften hergestellt, wozu sich besonders Polytetrafluorethylen(PTFE) eignet.
Gemäß der 1 ist der Dichtring 1 unmittelbar zwischen dem Führungsband 8 und einem in die Stufenbohrung 10 des Pumpengehäuses 7 eingepressten Stützring 4 fixiert, wobei vorteilhaft zwischen dem Stützring 4 und dem Dichtring 1 ein Ringspalt 5 zur ungehinderten Schmierung des Pumpenkolbens 6 und damit auch zur Schmierung der Dichtlippe des Dichtrings 1 mit dem von dem Pumpenkolben 6 über den Nachlaufraum 12 angesaugten Druckmittel vorgesehen ist. Zur Kolbenschmierung ist eine hydraulische Verbindung über einen zwischen dem Stützring 4 und dem Pumpenkolben 6 angeordneten Axialspalt 9 vorgesehen, der sich bis zum Ringspalt 5 erstreckt, sodass im Betrieb der Kolbenpumpe auf einfache, zuverlässige Weise über den Axialspalt 9 und den Ringspalt 5 eine Schmiermittelverbindung vom Nachlaufraum 12 bis zum Dichtring 1 hergestellt ist. Als Schmiermittel dient hierbei die in hydraulischen Bremsanlagen üblicherweise verwendete sowie von der Kolbenpumpe geförderte Bremsflüssigkeit.
Einen alternativen Lösungsvorschlag des eingangs erwähnten Problems ist aus der 2 zu entnehmen, wonach nunmehr der Dichtring 1 unmittelbar zwischen einer an den Kolbenantriebsraum 13 angrenzenden Bohrungsstufe 11 im Pumpengehäuse 7 und dem in die Stufenbohrung 10 des Pumpengehäuses 7 eingepressten Führungsband 8 fixiert ist, der dem Nachlaufraum 12 zugewandt ist. Analog zu 1 ist auch in 2 zur Schmierung des Pumpenkolbens 6 im Bereich des Dichtrings 1 zwischen dem ringförmigen Führungsband 8 und dem Dichtring 1 ein Ringspalt 5 sowie zwischen dem Führungsband 8 und der Stufenbohrung 10 ein Axialspalt 9 angeordnet, der sich zum Ringspalt 5 erstreckt, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen dem im Betrieb der Kolbenpumpe mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Nachlaufraum 12 und dem vom Dichtring 1 umschlossenen Pumpenkolben 6 auf zuverlässige Weise hergestellt ist. Der Axialspalt 9 ist in der einfachsten Ausführung als Längskerbe am Umfang des ringförmigen Führungsbandes 8 eingelassen.
Analog zu 1 ist auch im Ausführungsbeispiel nach 2 die Nut 3 jeweils als seitlich in den Dichtring 1 einmündende sowie über die Seitenfläche des Dichtrings 3 umlaufende Ringnut ausgeführt, deren Nutöffnung dem Ringspalt 5 zugewandt ist, welcher vorteilhaft dem Betriebsmedium, in der Regel der zu fördernden Bremsflüssigkeit, ausgesetzt ist.
Zusammenfassend ergibt sich somit auf der dem Kolbenantriebsraum 13 zugewandten Niederdruckseite des Pumpenkolbens 6 eine besonders einfache, funktionssichere Kolbenführung sowie Kolbenabdichtung, die durch die beschriebene Ausbildung und Anordnung des Dichtrings 1, des Führungsbands 8 bzw. des Stützrings 4 folgende Vorteile aufweist:

– längere leckagefreie Pumpenlaufzeiten,
– bessere Dichtwirkung des Dichtrings 1 in allen Temperaturbereichen,
– drastische Bauteilreduzierung,
– einfachere und kostengünstigere Bauteilmontage,
– kleinere axiale Toleranz des Einbauraums des Dichtelements 1 aufgrund der reduzierten Bauteilanzahl (wichtig für die Reduzierung des Pumpenverschleißes und die Verbesserung des Pumpenwirkungsgrades),
– Entfall der zusätzlichen Befettung/Ölbenetzung des Dichtelements 1 zum Zwecke der Trockenlauf-Pumpenprüfung.

Bezugszeichenliste

1: Dichtring
2: Federelement
3: Nut
4: Stützring
5: Ringspalt
6: Pumpenkolben
7: Pumpengehäuse
8: Führungsband
9: Axialspalt
10: Stufenbohrung
11: Bohrungsstufe
12: Nachlaufraum
13: Pumpenantriebsraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010028539 A1 [0002]

Claims

Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit einem Pumpengehäuse, das mehrere die Funktion der Kolbenpumpe bestimmende Pumpenbauteile wie einen in einem Führungsband abschnittsweise geführten Pumpenkolben, welches in das Pumpengehäuse eingepresst ist, einen den Pumpenkolben saugseitig begrenzenden, als Nachlaufraum für die Flüssigkeit ausgeführten Ringraum und mit einem den Pumpenkolben druckseitig begrenzenden Förderraum, sowie mit einem zwischen dem ringförmigen Führungsband und einer Stufenbohrung im Pumpengehäuse angeordneten elastischen Dichtring zur leckagefreien Abdichtung des Pumpenkolbens in Richtung eines im Pumpengehäuse ausgebildeten Kolbenantriebsraums, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtring (1) mit einer Nut (3) versehen ist, in der ein den Dichtring (1) auf den Pumpenkolben (6) anpressendes Federelement (2) eingesetzt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtring (1) aus einem Werkstoff mit uneingeschränkten Trockenlaufeigenschaften, insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) unmittelbar zwischen dem Führungsband (8) und einem in die Stufenbohrung (10) eingepressten Stützring (4) im Pumpengehäuse (7) fixiert ist, wobei zwischen dem Stützring (4) und dem Dichtring (1) ein Ringspalt (5) vorgesehen ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stützring (4) und dem Pumpenkolben (6) ein Axialspalt (9) angeordnet ist, der sich zum Ringspalt (5) erstreckt, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen dem Nachlaufraum (12) und dem Dichtring (1) hergestellt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) unmittelbar zwischen einer Bohrungsstufe (11) im Pumpengehäuse (7) und dem in die Stufenbohrung (10) eingepressten Führungsband (8) im Pumpengehäuse (7) fixiert ist, wobei zwischen dem Führungsband (8) und dem Dichtring (1) ein Ringspalt (5) vorgesehen ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsband (8) und der Stufenbohrung (10) ein Axialspalt (9) angeordnet ist, der sich zum Ringspalt (5) erstreckt, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen dem Nachlaufraum (12) und dem Dichtring (1) hergestellt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer konstanten Anpresskraft des Dichtrings (1) auf die Mantelfläche des Pumpenkolbens (6) das Federelement (2) als ein eine Radialkraft erzeugendes Spreizelement ausgeführt ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (3) als seitlich in den Dichtring (1) einmündende sowie über die Seitenfläche des Dichtrings (3) umlaufende Ringnut ausgeführt ist, deren Nutöffnung dem Ringspalt (5) zugewandt ist.