DE19747672A1

DE19747672A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE19747672A1
Application number: DE19747672A
Authority: DE
Inventors: Erwin Sinnl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-06
Also published as: GB2330881B; US6126418A; GB2330881A; GB9822689D0; JPH11218070A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, die insbesondere zur Verwendung in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist.

Derartige Kolbenpumpen sind an sich bekannt, beispielhaft sei verwiesen auf die DE 41 07 979 A1. Die bekannte Kolbenpumpe weist einen in einem Pumpengehäuse axial verschieblichen Kolben auf, der zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbar ist. Der Kolben ist an seinem Außenumfang gleitend in axialer Richtung geführt.

Vorteile der Erfindung

Der Kolben der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe weist eine Innenführung auf: Der Kolben der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist mit einem koaxialen oder zumindest achsparallelen Führungsloch versehen, mit dem er auf einem beispielsweise zapfenartigen Führungselement axial verschieblich geführt ist, wobei das Führungselement im Pumpengehäuse fest ist und in das Führungsloch des Kolbens hineinragt. Vorzugsweise haben das Führungsloch im Kolben und das Führungselement des Pumpengehäuses einen kreisrunden Querschnitt, sie können jedoch auch, wie auch der Kolben, eine von der Kreisform abweichende, beispielsweise ovale, elliptische oder vieleck-förmige Querschnittsform aufweisen. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat zunächst den Vorteil, daß sie in eine einfach geformte und infolgedessen gut herstellbare Gehäusebohrung einsetzbar ist. Eine Laufbuchse zur Führung des Kolbens im Pumpengehäuse ist nicht notwendig. Weiterer Vorteil ist eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe, die eine kurze Baulänge ermöglicht. Hinzu kommt, daß eine Kolbenrückstellfeder außerhalb eines Verdrängungsraums der Kolbenpumpe, der vom Führungsloch gebildet wird, angeordnet werden kann, wodurch ein Totvolumen, also ein am Ende eines Förderhubs des Kolbens verbleibendes Restvolumen des Verdrängungsraums nahezu null sein kann. Dadurch wird von der Kolbenpumpe bei einem Saughub des Kolbens in den Verdrängungsraum angesaugtes Fluid beim Förderhub nahezu vollständig aus dem Verdrängungsraum verdrängt, was einen Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe verbessert.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Gemäß Anspruch 4 ist ein Rückschlagventil zur Steuerung einer Durchströmung der Kolbenpumpe in den Kolben integriert, wodurch sich die Baulänge der Kolbenpumpe verkürzen läßt. Eine weitere Verkürzung der Baulänge der Kolbenpumpe läßt sich gemäß Anspruch 5 dadurch erreichen, daß ein zweites, die Durchströmrichtung der Kolbenpumpe steuerndes Rückschlagventil in das Führungselement integriert ist, wobei das Führungselement in das Führungsloch des Kolbens hineinragt. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung läßt sich auch das zweite Rückschlagventil innerhalb des Kolbens unterbringen, wodurch sich eine Kolbenpumpe verwirklichen läßt, deren Baulänge nur wenig länger als eine Länge ihres Kolbens ist.

Kolben und Führungselement der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe lassen sich so ausbilden, daß sie keine Hinterschneidung oder dgl. aufweisen. Dadurch ist es möglich, den Kolben und/oder das Führungselement spanlos als Umformteile beispielsweise durch Kaltschlagen herzustellen (Ansprüche 8 und 9). Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil einer schnellen und preisgünstigen Herstellbarkeit des Kolbens und/oder des Führungselements.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere als Pumpe in einer Bremsanlage eines Fahrzeugs vorgesehen und wird beim Steuern des Drucks in Radbremszylindern verwendet. Je nach Art der Bremsanlage werden für derartige Bremsanlagen die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR bzw. FDR bzw. EHB verwendet. In der Bremsanlage dient die Pumpe beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylinder oder aus mehreren Radbremszylindern in einen Hauptbremszylinder (ABS) und/oder zum Fördern von Bremsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in einen Radbremszylinder oder in mehrere Radbremszylinder (ASR bzw. FDR bzw. EHB). Die Pumpe wird beispielsweise bei einer Bremsanlage mit einer Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) und/oder bei einer als Lenkhilfe dienenden Bremsanlage (FDR) und/oder bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) benötigt. Mit der Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) kann beispielsweise ein Blockieren der Räder des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs bei starkem Druck auf das Bremspedal (ABS) und/oder ein Durchdrehen der angetriebenen Räder des Fahrzeugs bei starkem Druck auf das Gaspedal (ASR) verhindert werden. Bei einer als Lenkhilfe (FDR) dienenden Bremsanlage wird unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals bzw. Gaspedals ein Bremsdruck in einem oder in mehreren Radbremszylindern aufgebaut, um beispielsweise ein Ausbrechen des Fahrzeugs aus der vom Fahrer gewünschten Spur zu verhindern. Die Pumpe kann auch bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) verwendet werden, bei der die Pumpe die Bremsflüssigkeit in den Radbremszylinder bzw. in die Radbremszylinder fördert, wenn ein elektrischer Bremspedalsensor eine Betätigung des Bremspedals erfaßt oder bei der die Pumpe zum Füllen eines Speichers der Bremsanlage dient.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Achsschnitt einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße, insgesamt mit 10 bezeichnete Kolbenpumpe weist ein Gehäuse 12 mit einer durchgehenden, gestuften Pumpenbohrung 14 auf. Das Pumpengehäuse 12 ist ein Hydraulikblock einer schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, von dem in der Zeichnung lediglich ein die Pumpe 10 umgebendes Bruchstück dargestellt ist. In den Hydraulikblock sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere hydraulische Bauelemente wie Magnetventile, Hydrospeicher und Dämpfer eingesetzt und hydraulisch miteinander verschaltet (nicht dargestellt).

In der Pumpenbohrung 14 ist ein Kolben 16 axial verschieblich aufgenommen. Ein einem Exzenter 18 zugewandtes Ende des Kolbens 16 ist mittels eines Führungsrings 20 im Pumpengehäuse 12 geführt und mittels eines Dichtrings 22 im Pumpengehäuse 12 abgedichtet. Führungsring 20 und Dichtring 22 sind gemeinsam in eine umlaufende Nut in der Pumpenbohrung 14 eingesetzt. Der Kolben 16 ist an seinem dem Exzenter 18 zugewandten Ende als Vollzylinder ausgebildet.

An seinem dem Exzenter 18 abgewandten Ende ist der Kolben 16 über einen Teil seiner Länge rohrförmig ausgebildet, wobei der rohrförmige Teil einen Führungsabschnitt 24 des Kolbens 16 bildet. Ein Innenraum des Führungsabschnitts 24 bildet ein zum Kolben 16 koaxiales Führungsloch 26.

Zur Axialführung des dem Exzenter 18 abgewandten Endes des Kolbens 16 ist in die Pumpenbohrung 14 ein rotationssymmetrisches, gestuftes Führungselement 28 eingesetzt, das einen zapfenartigen, mit ihm einstückigen Fortsatz 30 aufweist, der in das Führungsloch 26 hineinragt. Auf den zapfenartigen Fortsatz 30 sind ein Führungsring 32 und ein Dichtring 34 aufgesetzt, die den Kolben 16 an der Innenseite seines Führungsabschnitts 24 in axialer Richtung verschiebbar führen und abdichten. Der Kolben 16 weist also eine Innenführung am Innenumfang seines rohrförmigen Führungsabschnitts 24 anstelle der bei bekannten Kolbenpumpen üblichen Führung außen an einer Mantelfläche des Kolbens auf.

Der Führungsring 32 und der Dichtring 34 liegen an einer Ringschulter 36 des Führungselements 28 an und sind mit einem auf den zapfenartigen Fortsatz 30 des Führungselements 28 aufgepreßten Haltering 38 auf dem Fortsatz 30 unverschieblich gehalten.

Der rohrförmige Führungsabschnitt 24 des Kolbens 16 umschließt einen Verdrängungsraum 40 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10, der von dem in den Führungsabschnitt 24 hineinragenden Führungselement 28 begrenzt wird. Auch die Anordnung des Verdrängungsraums 40 innerhalb des Kolbens 16 stellt eine Abweichung zu bekannten Kolbenpumpen dar, bei denen der Verdrängungsraum üblicherweise von einer Zylinderbohrung gebildet wird, in die der Kolben axial verschieblich eingesetzt ist, wobei eine Stirnfläche des Kolbens den Verdrängungsraum begrenzt.

Zum Antrieb des Kolbens zu einer in axialer Richtung in der Pumpenbohrung 14 hin- und hergehenden Hubbewegung dient der elektromotorisch rotierend antreibbare Exzenter 18 an dem einen Stirnende des Kolbens 16. Eine Schraubendruckfeder als Kolbenrückstellfeder 42 drückt den Kolben 16 gegen einen Umfang des Exzenters 18. Die Kolbenrückstellfeder 42 ist innerhalb der Pumpenbohrung 14 außen auf den rohrförmigen Führungsabschnitt 24 des Kolbens 16 aufgeschoben. Die Kolbenrückstellfeder 42 stützt sich gegen einen kreisscheibenförmigen mit dem Führungselement 28 einstückigen Fuß 44 des Führungselements 28 ab, der sich an dem dem Exzenter 18 abgewandten Ende des Kolbens 16 befindet und der einen größeren Durchmesser als der rohrförmige Führungsabschnitt 24 des Kolbens 16 aufweist. Der Fuß 44 befindet sich axial außerhalb des Führungsabschnitts 24 des Kolbens 16. Mit seinem Fuß 44 ist das Führungselement 28 paßgenau koaxial in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt. Am Kolben 16 greift die Kolbenrückstellfeder 42 an einem über den Kolbenumfang nach außen abstehenden Radialbund 46 an, der am Übergang vom rohrförmigen Führungsabschnitt 24 zum vollzylindrischen Teil des Kolbens 16 ausgebildet ist. Da sich die Kolbenrückstellfeder 42 außerhalb des Verdrängungsraums 40 befindet, ist der Verdrängungsraum 40 frei von Einbauten, so daß sein Volumen bei einem Förderhub der Kolbenpumpe 10 auf nahezu null reduziert werden kann.

Der Führungsabschnitt 24 kann den selben Durchmesser wie der übrige Teil des Kolbens 16 aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Führungsabschnitt 24 einen größeren Durchmesser als der vollzylindrische, übrige Teil des Kolbens 16.

An ihrem dem Exzenter 18 abgewandten Ende ist die Pumpenbohrung 14 von einem in sie eingesetzten, zylindrischen Verschlußstopfen 48 druckdicht verschlossen, der durch eine Verstemmung 50 des Pumpengehäuses 12 fixiert und abgedichtet ist. Der Verschlußstopfen 48 fixiert das Führungselement 28, das mit seinem Fuß 44 am Verschlußstopfen 48 anliegt, in der Pumpenbohrung 14.

In den Kolben 16 ist ein federbelastetes Rückschlagventil integriert, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Einlaßventil 52 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 bildet. Der Kolben 16 ist mit einem von einem Grund des Führungslochs 26 ausgehenden, axialen Sackloch 54 versehen, das eine konische Ringstufe aufweist, die einen Ventilsitz 56 des Einlaßventils 52 bildet. In das Sackloch 54 ist eine Ventilkugel 58 als Ventilschließkörper eingesetzt, die von einer Schraubendruckfeder 60 als Ventilschließfeder gegen den Ventilsitz 56 gedrückt wird. Die Ventilschließfeder 60 stützt sich an einer Lochscheibe 62 ab, die auf einem Sprengring 64 aufliegt, der in eine Nut eingesetzt ist, die nahe eines Übergangs vom Sackloch 54 in das Führungsloch 26 im Sackloch 54 angebracht ist. Ein Fluideinlaß der Kolbenpumpe 10 erfolgt durch eine Einlaßbohrung 66, die radial zur Pumpenbohrung 14 in diese mündend im Pumpengehäuse 12 angebracht ist. Von der Einlaßbohrung 66 gelangt das Fluid in die Pumpenbohrung 14 und durch eine Querbohrung 68 im Kolben 16, die die Sackbohrung 54 kreuzt, zum Einlaßventil 52.

In das Führungselement 28 ist ein federbelastetes Rückschlagventil integriert, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Auslaßventil 70 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 bildet. Das Führungselement 28 weist ein durchgehendes Axialloch 72 mit einer konischen Ringstufe auf, die einen Ventilsitz 74 des Auslaßventils 70 bildet. An einem dem Exzenter 18 abgewandten Ende ist das Axialloch 72 vom Verschlußstopfen 48 verschlossen, das andere Ende des Axiallochs mündet offen in den Verdrängungsraum 40. In das Axialloch 72 ist eine Ventilkugel 76 als Ventilschließkörper eingesetzt, die von einer Schraubendruckfeder als Ventilschließfeder 78 gegen den Ventilsitz 74 gedrückt wird. Die Ventilschließfeder 78 stützt sich am Verschlußstopfen 48 ab. Ein Fluidauslaß aus der Kolbenpumpe 10 erfolgt durch eine Radialnut 80 im Fuß 44 des Führungselements 28, die vom Verschlußstopfen 48 zu einem Fluiddurchlaß abgedeckt wird. Aus der Radialnut 80 gelangt das Fluid über einen den Fuß 44 umgebenden Ringkanal 82 in eine Auslaßbohrung 84, die radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 12 angebracht ist.

Die Ausbildung des Fluidauslasses als Nut 80 im Fuß 44 des Führungselements 28 ermöglicht es, das Führungselement 28 ohne Hinterschneidung oder dgl. auszubilden. Das Führungselement 28 läßt sich daher einfach, schnell und preisgünstig spanlos als Umformteil beispielsweise durch Kaltschlagen herstellen. Ebenso wie das Führungselement 28 ist auch der Kolben 16 preisgünstig als Umformteil hergestellt.

Das Auslaßventil 70 ist im wesentlichen im zapfenartigen Fortsatz 30 des Führungselements 28 untergebracht, der in den rohrförmigen Führungsabschnitt 24 des Kolbens 16 hineinragt. Das Auslaßventil 70 befindet sich also im wesentlichen innerhalb des Kolbens 16. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 mit der Innenführung ihres Kolbens 16 im Führungsabschnitt 24 ermöglicht somit die Unterbringung von Ein- und Auslaßventil 52, 70 vollständig oder zumindest im wesentlichen innerhalb des Kolbens 16. Dadurch ist es möglich, die Kolbenpumpe 10 mit einer Baulänge auszubilden, die kaum länger als die Länge ihres Kolbens 16 ist. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe 10 ist dadurch kurz bauend ausbildbar.

Claims

1. Kolbenpumpe mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben, der in einem Pumpengehäuse axial verschieblich aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) ein koaxiales oder achsparalleles Führungsloch (26) aufweist, mit dem der Kolben (16) auf einem in das Führungsloch (26) hineinragenden Führungselement (28) des Pumpengehäuses (12) axial verschieblich geführt ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) einen rohrförmigen, das Führungsloch (26) bildenden Führungsabschnitt (24) aufweist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) einen vom Führungsloch (26) und dem Führungselement (28) umgrenzten Verdrängungsraum (40) aufweist.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) ein in den Kolben (16) integriertes Rückschlagventil (52) aufweist, das in einem Loch (54) in Verlängerung des Führungslochs (26) im Kolben (16) aufgenommen ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (28) zapfenartig ausgebildet ist und ein integriertes Rückschlagventil (70) aufweist.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (28) eine zu seinem Außenumfang verlaufende Nut (80) als Fluiddurchlaß aufweist.

7. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) eine Kolbenrückstellfeder (42) aufweist, die sich gegen das Pumpengehäuse (12) abstützt und die den Kolben (16) gegen einen Umfang eines rotierend antreibbaren Exzenters (18) drückt, und daß die Kolbenrückstellfeder (42) den Kolben (16) umgreifend außerhalb des Verdrängungsraums (40) angeordnet ist.

8. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) ein Umformteil ist.

9. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (28) ein Umformteil ist.