DE4326389A1 - Hydraulische Pumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Pumpe der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der DE 40 27 794 A1 bekannt. Die beschriebene Pumpe ist als Radialkolbenpumpe gestaltet und besitzt einen Förderkolben, an welchem der Ventilsitz für das Saugventil angeformt ist. Das Schließglied des Saugventils wird von einer Ventilfeder beaufschlagt, welche sich gehäusefest abstützt. Bei Verkleinerung der Druckkammer durch eine Kolbenbewegung nimmt die Vorspannung der Ventilfeder zu. Am oberen Totpunkt des Kolbens, wenn also die Druckkammer ihr kleinstes Volumen aufweist, ist die Vorspannung der Ventilfeder demnach am größten, so daß ein gegenüber dem unteren Totpunkt des Kolbens wesentlich erhöhter Öffnungsdruck des Saugventils zu überwinden ist.

Um einen gleichbleibenden Öffnungsdruck des Saugventils zu schaffen, ist verschiedentlich schon vorgeschlagen worden, die Ventilfeder des Saugventils zu fesseln. Aber auch dies entspricht noch nicht der optimalen Förderkennlinie einer solchen Pumpe, wenn sie beispielsweise in einer antriebsschlupfgeregelten Bremsanlage eingesetzt werden soll.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine hydraulische Pumpe zu schaffen, bei welcher der Vordruck des Saugventils in der Nähe des oberen Totpunkts des Förderkolbens kleiner ist als in der Nähe des unteren Totpunktes.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Durch eine solche Hebelanordnung wird im Prinzip eine variable Fesselung der Ventilfeder erzielt. In der Nähe des oberen Totpunktes des Förderkolbens wird die Ventilfeder von den Hebelelementen gehalten, so daß ein Ansaugen mit niedrigem Vordruck schon beim Beginn einer Kolbenbewegung aus dem oberen Totpunkt heraus möglich ist. So trägt die gesamte Druckdifferenz zwischen dem Sauganschluß und der Druckkammer zur Beschleunigung des Druckmittels bei, ohne Einbußen durch zu überwindende Ventilvordrücke. In der Nähe des unteren Totpunktes ist die Ventilfeder ohnehin schon weitgehend entspannt, so daß eine weitere Beaufschlagung durch die Hebelelemente unnötig ist.

Bei einer raumsparenden Anordnung der Ventilfeder innerhalb einer den Förderkolben zurückstellenden Druckfeder erweist sich eine Beaufschlagung der Hebelelemente nach Anspruch 2 als besonders vorteilhaft. Dabei kann die veränderliche, vom Hub des Förderkolbens abhängige Kraft entweder von der den Förderkolben rückstellenden Druckfeder oder aber von einem gehäusefesten Anschlag erzeugt werden.

Die Merkmale nach Anspruch 3 ermöglichen einen Einbau der Hebelelemente mit einem Montagevorgang. Durch einstückige Fertigung aller Hebelelemente und der dazwischen angeordneten Verbindungsstücke erübrigt sich eine Vormontage der Hebelanordnung.

Besonders preiswert wird dieses einstückige Übertragungselement als Blechstanzteil ausgeführt.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun durch die Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand von zwei Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Pumpe, bei welcher sich der Ventilsitz des Saugventils am Förderkolben befindet,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Pumpe mit zwei Saugventilen, jeweils eines am Förderkolben und eines an einem gehäusefesten Verschlußdeckel.

Fig. 1 ist in einen Teil a und einen Teil b untergliedert. Teil a zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe, während Teil b das verwendete Übertragungselement in Draufsicht zeigt.

Die Pumpe nach Fig. 1a besitzt im Gehäuse 1 die Gehäusebohrung 2, in welcher der Förderkolben 3 abgedichtet verschiebbar geführt ist. Der Förderkolben 3 weist eine blind endende Längsbohrung 4 auf, an deren Ende er mit einer Querbohrung 5 versehen ist, welche in eine umlaufende Ringnut 6 am Förderkolben 3 mündet. Im Axialbereich der Ringnut 6 ist im Gehäuse 1 ein radialer Sauganschluß 7 angelegt. Am offenen Ende der Längsbohrung 4 ist der Ventilsitz 8 des Saugventils 10 am Förderkolben ausgebildet. Zur radialen Führung des Schließglieds 9 des Saugventils 10 besitzt der Förderkolben 3 radial außerhalb des Ventilsitzes 8 einen axialen Fortsatz 11. Dieser Fortsatz 11 ist mit radialen Durchbrüchen versehen, um den Druckmittelstrom nicht zu behindern. Außerdem besitzt er einen axialen Anschlagwulst 12, an welchem sich das Übertragungselement 13 abstützt und welcher die Kippachsen der im Übertragungselement 13 enthaltenen Hebelelemente 14 bestimmt.

Wie in Fig. 1b zu erkennen ist, wechseln sich am Übertragungselement 13 die Hebelelemente 14 mit großer radialer Ausdehnung ab mit den Verbindungsstücken 15, welche nur geringe radiale Abmessungen haben. Dabei schließen die Verbindungsstücke 15 einen Ring zwischen den Hebelelementen 14. Die Hebelelemente 14 besitzen jeweils eine nach innen ragende und eine nach außen ragende Zunge, deren Enden die Hebelarme bilden. Das Übertragungselement 13 ist vorzugsweise als Ganzes aus einem Blechstanzteil geformt.

Mit den dargestellten gestrichelten Kreisen sind die Anlagelinien der mit dem Übertragungselement in Berührung stehenden Funktionselemente angedeutet. Der Kreis kleinsten Durchmessers zeigt die Anlagelinie der Ventilfeder 16. Der Kreis mittleren Durchmessers wird von der Rückstellfeder 17 beaufschlagt, welche das Übertragungselement 13 auf den Anschlagwulst 12 gleichen Durchmessers drückt. Dabei wirkt die Rückstellfeder 17 von derselben axialen Seite auf das Übertragungselement 13 wie die Ventilfeder 16. Als gehäusefester Anschlag für die Ventilfeder 16 und die Rückstellfeder 17 dient das Verschlußstück 18, welches mit einem axialen Druckkanal 19 versehen ist, der zu einem nicht dargestellten Druckventil führt.

An das Verschlußstück 18 ist eine die Rückstellfeder 17 umgebende Anschlaghülse 20 angeformt, welche bei einer Bewegung des Förderkolbens 3 zum Verschlußstück 18 nach Überwindung des Weges s das Übertragungselement 13 an der Berührungslinie größten Durchmessers beaufschlagt. Hierdurch wird die Bewegung der äußeren Zungen der Hebelelemente 14 zum Verschlußstück 18 hin begrenzt, so daß sich das Übertragungselement 13 verformt und die inneren Zungen der Hebelelemente 14 die Ventilfeder 16 zusammendrücken. Das kugelförmige Schließglied 9, welches zwischen dem Ventilsitz 8 und dem Übertragungselement 13 angeordnet ist, wird dadurch von der Kraft der Ventilfeder entlastet.

In der Fig. 1a ist der untere Totpunkt dargestellt, der Kolben befindet sich also in seiner tiefsten Position. Das heißt, das die Druckkammer 21, welche von der Rückstellfeder 17 aufgespannt wird, ihr größtes Volumen hat. Das Übertragungselement 13 ist noch nicht in Kontakt mit der Anschlaghülse 20, so daß die Ventilfeder 16 über das Übertragungselement 13 auf das Schließglied 9 einwirkt und den Öffnungsdruck des Saugventils 10 festlegt. Der Kolbenhub bis zum oberen Totpunkt muß größer bemessen sein als der Abstand s zwischen dem Übertragungselement 13 und der Anschlaghülse 20.

Fig. 2 ist in die Teile a, b und c untergliedert. Teil a zeigt einen Teilschnitt durch eine Pumpe, während Teil b und c eins der verwendeten Übertragungselemente darstellen. Die in Fig. 2a gezeigte Pumpe besitzt zwei Saugventile 33 und 34 im Gehäuse 32. Sie begrenzen die Druckkammer 36 auf beiden axialen Seiten. Dabei befindet sich das Saugventil 33 am Förderkolben 31, während das Saugventil 34 gehäusefest am Verschlußstück 35 angeordnet ist. Bis auf die Tatsache, daß das Saugventil 33 mit dem Förderkolben 31 bewegt wird, sind beide Saugventile 33 und 34 völlig symmetrisch aufgebaut. Ihre Schließglieder 37 und 38 bestehen jeweils aus elastomeren Scheiben, wobei die Ventilsitze 39 und 40 jeweils von einem am Förderkolben 31 bzw. am Verschlußstück 35 angeformten axialen, ringförmigen Wulst gebildet werden.

Jedem der Schließglieder 37 und 38 ist ein Übertragungselement 41 bzw. 42 zugeordnet. Zwischen den Übertragungselementen 41 und 42 sind die Ventilfeder 43 und die Rückstellfeder 44 angeordnet. Wie in Fig. 1 befindet sich auch hier die Ventilfeder 43 innerhalb der Rückstellfeder 44 und besitzt an den Übertragungselementen 41 und 42 jeweils den kleinsten Anlageradius, wie auch in Fig. 2c anhand der gestrichelten Kreise erkennbar ist. Die Rückstellfeder 44 ist hier gegenüber den Anschlagwulsten 45 und 46 radial nach außen versetzt und bildet durch ihre progressive Kennlinie die variable Kraft, welche am oberen Totpunkt des Förderkolbens 31 zur Fesselung der Ventilfeder 43 führt. Die Anschlagwulste 45 und 46 dienen dabei wieder zur Festsetzung der Kippachsen der Übertragungselemente 41 und 42.

Wie die linke Bildhälfte von Fig. 2a zeigt, sind am oberen Totpunkt des Förderkolbens 31 die Schließglieder 37 und 38 frei beweglich und werden nur durch einen Überdruck, welcher durch die Auslegung des nicht dargestellten Druckventils bestimmt ist, an ihre Ventilsitze 39 bzw. 40 gedrückt. Sobald sich der Förderkolben 31 auf seinen in der rechten Bildhälfte dargestellten unteren Totpunkt zubewegt, kann also Druckmittel ungehindert in die Druckkammer 36 eindringen. Am unteren Totpunkt des Förderkolbens jedoch übt die Ventilfeder 43 auf die Übertragungselemente 41 und 42 ein größeres Hebelmoment aus als die Rückstellfeder 44, so daß die Schließglieder 37 und 38 von der Kraft der Ventilfeder 43 beaufschlagt werden und zum Öffnen der Saugventile 33 und 34 eine gewisse Druckdifferenz erforderlich ist.

Fig. 2b zeigt eines der Übertragungselemente 41 und 42 in einer anderen Schnittebene, aus welcher hervorgeht, wie sich die in Fig. 2c dargestellten Zungen und Ausnehmungen zum Profil der Übertragungselemente 41 und 42 verhalten. Das in Fig. 2c in Draufsicht gezeigte Übertragungselement 41 oder 42 ist in drei Hebelelemente 47 und drei dazwischen angeordnete Verbindungsstücke 48 unterteilt. Dieses Übertragungselement unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß es, wie gesagt, statt der fünf Hebelelemente 14 in Fig. 1 nur drei Hebelelemente 47 aufweist. Auch haben diese Hebelelemente 47 eine andere Form. Den nach innen weisenden Zungen entsprechen keine nach außen weisenden Zungen, sondern in diesen Winkelbereichen sind am äußeren Umfang des Übertragungselementes radiale Ausnehmungen vorhanden, welche die Biegbarkeit des Übertragungselementes erhöhen. Dafür erstrecken sich die Hebelelemente 47 jeweils über einen größeren Umfangsbereich, so daß der eigentliche äußere Hebelarm sich auf beiden Seiten der Ausnehmungen am Umfang entlang befindet. Wie in Fig. 1 ist das dargestellte Übertragungselement ein geformtes Blechstanzteil.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Gehäusebohrung
3 Förderkolben
4 Längsbohrung
5 Querbohrung
6 Ringnut
7 Sauganschluß
8 Ventilsitz
9 Schließglied
10 Saugventil
11 Fortsatz
12 Anschlagwulst
13 Übertragungselement
14 Hebelelemente
15 Verbindungsstücke
16 Ventilfeder
17 Rückstellfeder
18 Verschlußstück
19 Druckkanal
20 Anschlaghülse
21 Druckkammer
31 Förderkolben
32 Gehäuse
33 Saugventil
34 Saugventil
35 Verschlußstück
36 Druckkammer
37 Schließglied
38 Schließglied
39 Ventilsitz
40 Ventilsitz
41 Übertragungselement
42 Übertragungselement
43 Ventilfeder
44 Rückstellfeder
45 Anschlagwulst
46 Anschlagwulst
47 Hebelelemente
48 Verbindungsstücke

Claims (5)

1. Pumpe, insbesondere für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, mit einem Gehäuse (1, 32), einer im wesentlichen zylindrischen Gehäusebohrung (2), einem darin verschiebbaren Förderkolben (3, 31) und mindestens einem Saugventil (10, 33, 34) mit einem Ventilsitz (8, 39, 40), einem Schließglied (9, 37, 38) und einer Ventilfeder (16, 43), deren Vorspannung sich abhängig von der Position des Förderkolbens (3, 31) ändert, wobei der Förderkolben (3, 31) eine Druckkammer (21, 36) begrenzt und eine unteren Totpunkt besitzt, bei welchem die Druckkammer (21, 36) ihr größtes Volumen aufweist, sowie einen oberen Totpunkt, bei welchem die Druckkammer (21, 36) ihr kleinstes Volumen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Kraft der Ventilfeder (16, 43) auf das Schließglied (9, 37, 38) des Saugventils (10, 33, 34) mehrere, am Umfang verteilte, sich jeweils in radialer Richtung erstreckende Hebelelemente (14, 47) vorhanden sind, deren Kippachse jeweils tangential verläuft und welche in der Nähe des oberen Totpunktes die Ventilfeder (16, 43) komprimieren.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelelemente (14, 47) - von der Mittelachse der Bohrung (2) gesehen - drei Anlageradien aufweisen, wobei der kleinste Radius von der Ventilfeder (16, 43) beaufschlagt wird, der mittlere an einem starr mit dem Ventilsitz (8, 39, 40) verbundenen Anschlagteil (Anschlagwulst 12, 45) anliegt und die Kippachse bestimmt und wobei der äußere Radius von einer abhängig von der Position des Förderkolbens (3, 31) veränderlichen Kraft beaufschlagt wird, die dem auf die Hebelelemente (14, 47) durch die Ventilfeder (16, 43) ausgeübten Hebelmoment entgegenwirkt.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelelemente (14, 47) über tangential angeordnete Verbindungsstücke (15, 48) miteinander verbunden sind, welche die Abstände der Hebelelemente (14, 47) zueinander am Umfang entlang konstant halten.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelelemente (14, 47) und die Verbindungsstücke (15, 48) einstückig als ein Übertragungselement (13, 41, 42) gefertigt sind.

5. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (13, 41, 42) als ein geformtes Stanzteil aus Blech gefertigt ist.