DE4407978C2 - piston pump - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung nach, dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston pump, in particular for Pressure fluid delivery in hydraulic brake systems with Slip control according to, the preamble of claim 1.
Aus der EP 0 354 725 A1 ist bereits eine Kolbenpumpe bekannt geworden, die über einen Pumpkolben verfügt, der innerhalb eines Pumpengehäuses in einer Laufbuchse gleitet. Die Laufbuchse nimmt vom Pumpkolben und Kompressionsraum abge wandt einen Ventilsitz für ein Druckventil auf. Ein Saugven til ist innerhalb des Kompressionsraums am Pumpkolben ange ordnet und über einen kolbenseitigen Zulaufkanal mit einer Druckmittelquelle verbunden. Das Druckventil ist in einem Haltekörper angeordnet, der mittels einer Lancierung an der Laufbuchse befestigt ist, die gleichfalls den Ventilsitz zur Aufnahme des Druckventils aufweist. Die Pumpe hat den Nachteil, daß es separat an der Laufbuchse angeordneter Dichtelemente bedarf und daß die Befestigung der Laufbuchse ausschließlich durch eine auf den Haltekörper ausgeübte Axialkraft möglich ist.A piston pump is already known from EP 0 354 725 A1 that has a pump piston inside of a pump housing slides in a liner. The The liner decreases from the pump piston and compression chamber uses a valve seat for a pressure valve. A suction valve til is attached to the pump piston within the compression space arranges and via a piston-side inlet channel with a Pressure medium source connected. The pressure valve is in one Holding body arranged by means of a launch on the Liner is attached, which is also the valve seat Includes the pressure valve. The pump has that Disadvantage that it is arranged separately on the liner Sealing elements required and that the attachment of the liner exclusively by one exerted on the holding body Axial force is possible.
Aus der Auslegeschrift DE 12 67 985 B ist eine Kolbenpumpe mit einer Laufbuchse bekannt. Die Laufbuchse ist formschlüssig in einem Träger befestigt. Für die Befestigung dient ein an der Laufbuchse angeordneter Ringbund, welcher mit Hilfe eines gesonderten Werkzeuges in eine Ringnut des Trägers eingeprägt wird.From the specification DE 12 67 985 B is a piston pump a liner known. The liner is form-fitting attached in a carrier. A is used for the attachment the sleeve arranged ring collar, which with the help a separate tool in an annular groove of the carrier is impressed.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenpumpe der vorgenannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß ohne Funktionsnachteile bei möglichst einfacher, kompakter Bauweise eine sichere Befestigung und Abdichtung der Lauf buchse im Pumpengehäuse gewährleistet ist.It is an object of the invention to provide a piston pump to develop the aforementioned type in such a way that without Functional disadvantages with the simplest possible, more compact Construction secure attachment and sealing of the barrel socket in the pump housing is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
In Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben, welche zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorteilen der Erfindung nachfolgend anhand der Zeichnung näher dargestellt und erläutert werden.In the dependent claims, expedient configurations of the Invention specified, which together with other features and advantages of the invention below with reference to the drawing are shown and explained in more detail.
In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Kolbenpumpe mit verschiedenen Ausfüh rungsdetails, und Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a piston pump with various Ausfüh details, and
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Kolbenpumpe im Längsschnitt. Fig. 2 shows a second embodiment of a piston pump in longitudinal section.
Fig. 1 zeigt in Teilansicht einen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe zwecks Erläuterung des Aufbaus und der Funktion. Hierbei verdeutlicht eine oberhalb einer Mittellinie gelegene horizontale Schnitthälfte der Kolbenpumpe eine obe re Totpunktstellung des Pumpkolbens 12, während eine untere Totpunktlage des Pumpkolbens 12 auf einer unteren Blatt hälfte der Fig. 1 zu erkennen ist. Die Fig. 1 läßt eine koaxiale Hintereinanderschaltung eines Saugventils 10 und eines Druckventils 5 innerhalb einer abgestuften Laufbuchse 11 und damit innerhalb eines Pumpengehäuses 8 erkennen. Das Saugventil 10 wird bei Bedarf infolge der Wirkung einer Druckfeder in Richtung auf einen am gestuften Pumpkolben 12 angeordneten Ventilsitz gedrückt. Das Saugventil 10 ist mittels eines Haltekäfigs an einen Kolbenboden gefesselt. Fig. 1 shows a partial view of a longitudinal section through a piston pump for the purpose of explaining the structure and function. Here, a horizontal cut half of the piston pump located above a center line illustrates an upper dead center position of the pump piston 12 , while a lower dead center position of the pump piston 12 can be seen on a lower leaf half of FIG. 1. The Fig. 1 can be a coaxial series connection of a suction valve 10 and a pressure valve 5 within a stepped bushing 11 and thus detect within a pump housing 8. The suction valve 10 is pressed if necessary due to the action of a compression spring in the direction of a valve seat arranged on the stepped pump piston 12 . The suction valve 10 is tied to a piston head by means of a holding cage.
Eine weitere, parallel zur ersten Druckfeder angeordnete Druckfeder 13 innerhalb eines Kompressionsraums 6 kontaktiert zum Zwecke der Kolbenrückstellung über den Haltekäfig des Saugventils 10 eine Stirnfläche des Pumpkolbens 12. Die Druckfeder 13 stützt sich mit ihren Windungsenden an einem, einen Ventilsitzkörper 2 aufweisenden Laufbuchsenendbereich ab. Unter anderem kommen als Druckmittelverbraucher 14 die Radbremsen einer schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlage infrage. Ein in die Laufbuchse 11 einmündender Druckmittelkanal 3 zur Saugseite der Pumpe verbindet die Druckmittelquelle 16, beispielsweise einen Bremsdruckgeber für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, mit einem Ringraum 15, der aus einem zwischen der Stufenbohrung in der Laufbuchse 11 und der Kolbenstufe am Pumpkolben 12 gelegenen Nachlaufraum mit variabler Volumenaufnahme gebildet ist. Der tangential in den Ringraum 15 einmündende Druckmittelkanal 3 steht mit einem den gestuften Pumpkolben 12 teilweise durchdringenden Zulaufkanal 9 in Verbindung, an dem das Saugventil 10 anliegt. Beiderseits der Kolbenstufe befinden sich am Kolbenschaft Ringnuten, in die Dichtungen eingesetzt sind, um einen Kurzschlußstrom zwischen dem Ringraum 15 und dem Kompressionsraum 6 bzw. einem Exzenterraum 17 zu verhindern. Wie aus der Abbildung erkennbar ist, wird der Pumpkolben 12 mittels eines Exzenterantriebs 18 in Hubbewegung versetzt. Die Stufenbohrung in der Laufbuchse 11 ist durch ein darin eingepreßtes Ringteil 1 kostengünstig hergestellt. Die Befestigung der Laufbuchse 11 im Pumpengehäuse 8 geschieht über sogenannte Selbstver stemmstellen, die an beiden Endabschnitten der Laufbuchse 11 vorhanden sind und den radial einmündenden Saug- und Druckkanal voneinander druckmitteldicht trennen. Beispiel haft ist im unteren Halbschnitt von Fig. 1 als Alternative zur Selbstverstemmung eine Tannenbaumbefestigung in Richtung des Exzenterraums 17 skizziert. Das Druckventil 5 ist mit seiner Druckfeder mittels des in der Laufbuchse 11 ein gestemmten Ventilsitzkörpers 2 gehalten. Damit bildet die Laufbuchse 11 eine teileminimierte Einheit. Durch die Ver wendung eines Ringteils 1 in der Laufbuchse 11 zur Herstel lung der Stufenbohrung ergibt sich überdies bei Bedarf in Kombination mit dem zugehörigen Pumpkolben 12 eine Vorlade pumpe, mit entsprechendem Vorkompressionsraum, so daß die Laufbuchse zur Verbesserung des Pumpenfüllungsgrades infolge Vorkompression beiträgt.Another compression spring 13 arranged parallel to the first compression spring within a compression space 6 contacts an end face of the pump piston 12 via the retaining cage of the suction valve 10 for the purpose of piston return. The compression spring 13 is supported with its winding ends on a liner end area having a valve seat body 2 . Among other things, the wheel brakes of a slip-controlled hydraulic brake system are suitable as pressure medium consumers 14 . A pressure medium channel 3 opening into the bushing 11 to the suction side of the pump connects the pressure medium source 16 , for example a brake pressure sensor for a slip-controlled hydraulic brake system, to an annular space 15 , which consists of a follow-up space located between the stepped bore in the bushing 11 and the piston step on the pump piston 12 variable volume uptake is formed. The pressure medium channel 3 which opens tangentially into the annular space 15 is connected to an inlet channel 9 which partially penetrates the stepped pump piston 12 and against which the suction valve 10 bears. On both sides of the piston stage there are annular grooves on the piston skirt into which seals are inserted in order to prevent a short circuit current between the annular space 15 and the compression space 6 or an eccentric space 17 . As can be seen from the figure, the pump piston 12 is set in a lifting movement by means of an eccentric drive 18 . The stepped bore in the bushing 11 is produced inexpensively by an annular part 1 pressed therein. The attachment of the liner 11 in the pump housing 8 is done via so-called self-calking points, which are provided on both end sections of the liner 11 and separate the radially opening suction and pressure channel from each other in a fluid-tight manner. As an alternative to self-bracing, a fir tree attachment in the direction of the eccentric space 17 is sketched as an example in the lower half-section of FIG. 1. The pressure valve 5 is held with its compression spring by means of a stemmed valve seat body 2 in the bushing 11 . The bushing 11 thus forms a partially minimized unit. By using a ring part 1 in the bushing 11 for the manufacture of the stepped bore, there is also a precharge pump, if necessary in combination with the associated pump piston 12 , with a corresponding pre-compression space, so that the bushing contributes to improving the pump filling level as a result of pre-compression.
Im nachfolgenden wird die Funktionsweise der Erfindung er läutert. In der abbildungsgemäßen unteren Totpunktstellung des Pumpkolbens 12 befindet sich das Druckventil 5 in Schließstellung, während zum Öffnen des Saugventils 10 eine im Zulaufkanal 9 wie auch im Ringraum 15 anstehende Flüs sigkeitsmenge der Druckmittelquelle 16 eine gewisse Druck differenz benötigt, die durch eine viskositätsabhängige An saugdrosselung das Überströmen in den Kompressionsraum 6 bekanntlich erschwert. Auch im Kompressionsraum 6 verbleibt infolge des konstruktiv bedingten Totraums immer ein Druck mittelrestvolumen eingeschlossen, das bisher in der unteren Totpunktlage durch eine begrenzt nachströmende Flüssig keitsmenge der Druckmittelquelle ergänzt wurde. Mit Beginnn des Kompressionshubs steigt im Kompressionsraum 6 der hy draulische Druck bis zur Überwindung der am Druckventil 5 wirksamen Federöffnungskraft und des Gegendrucks an. Gleichzeitig vergrößert sich jedoch erfindungsgemäß während der Kolbenbewegung zur oberen Totpunktlage die Volumenauf nahme im Ringraum 15 (siehe oberer Halbschnitt in der Ab bildung), so daß vermehrt Druckmittel aus dem Druckmittel kanal 3 (Druckmittelquelle 16) nachgesaugt werden kann. So bald sich der Pumpkolben 12 wieder in umgekehrter Richtung von der oberen Totpunktlage zu ursprünglichen unteren Tot punktlage bewegt (vergleiche untere Halbschnittdarstellung des Pumpkolbens), wird während des im Kompressionsraum 6 stattfindenen Saughubs das zwischen der Kolbenstufe und der Bohrungsstufe im Ringraum 15 nun vermehrt befindliche Druckmittelvolumen vorkomprimiert und infolge der in Rich tung der Druckmittelquelle 16 wirksamen Drosselung über den Zulaufkanal 9 zweckmäßig in Richtung des Saugventils 10 in den Kompressionsraum 6 verdrängt. Die ansonsten unerwünschte Tatsache, wonach infolge der konstruktions- und tempera turbedingten Ansaugdrosselung im Druckmittelkanal 3 eine nicht unerhebliche Reduzierung der Fördermenge eintreten kann, begünstigt nunmehr die Überströmcharakteristik zum Kompressionsraum 6 des während des Kolbensaughubs im Ring raum 15 befindlichen Ladevolumens. Die Rückströmung von Druckmittel in Richtung der Druckmittelquelle 16 ist infolge des Ansaugwiderstandes im Druckmittelkanal 3 relativ gering gegenüber dem erzielbaren zusätzlichen Förderdruck- bzw. Fördermengengewinn infolge des möglichen Aufladeeffekts.In the following, the operation of the invention will be explained. In the bottom dead center position of the pump piston 12 , as shown, the pressure valve 5 is in the closed position, while for opening the suction valve 10 a liquid quantity of the pressure medium source 16 in the inlet channel 9 as well as in the annular space 15 requires a certain pressure difference, which is due to a viscosity-dependent suction throttling Overflow into the compression space 6 is known to be more difficult. Also in the compression chamber 6 , due to the design-related dead space, a pressure medium residual volume is always included, which was previously added to the bottom dead center position by a limited amount of inflowing fluid from the pressure medium source. With the beginning of the compression stroke, the hy draulic pressure increases in the compression space 6 until the spring opening force acting on the pressure valve 5 and the counter pressure are overcome. At the same time, however, according to the invention increases the volume in the annular space 15 during the piston movement to the top dead center position (see upper half-section in the figure), so that increased pressure medium from the pressure medium channel 3 (pressure medium source 16 ) can be sucked. As soon as the pump piston 12 moves again in the opposite direction from the top dead center position to the original bottom dead center position (see bottom half-sectional view of the pump piston), the volume of pressure medium now increasing between the piston stage and the bore stage in the annular space 15 will be during the suction stroke 6 taking place precompressed and expediently displaced in the direction of the suction valve 10 into the compression space 6 as a result of the throttling effective in the pressure medium source 16 via the inlet channel 9 . The otherwise undesirable fact that, due to the design and temperature-related intake throttling in the pressure medium channel 3, a not inconsiderable reduction in the delivery rate can now favor the overflow characteristic to the compression space 6 of the volume 15 located during the piston suction stroke in the annular space. The backflow of pressure medium in the direction of the pressure medium source 16 is relatively low due to the suction resistance in the pressure medium channel 3 compared to the achievable additional delivery pressure or delivery volume gain due to the possible charging effect.
Die Erfindung ermöglicht bei kleinstem Bauraumbedarf durch die Verwendung eines Stufenkolbens und eines Ringteils 1 innerhalb der Laufbuchse 11 unter Verwendung kleinster Teileanzahl eine erhebliche Verbesserung des Ansaugverhal tens der bisher bekannten Kolbenpumpe. Wesentlich für den Herstellvorgang der Kolbenpumpe ist die einfache Befesti gungs- und Abdichtungsmaßnahme der Laufbuchse 11 im Pumpen gehäuse 8, indem abhängig von der Verschiebekraft der Lauf buchse 11 gegenüber der Bohrung im Pumpengehäuse 8 ein am Umfang der Stufenbohrung im Pumpengehäuse 8 befindliches Werkstoffvolumen in eine am Umfang befindliche Ausnehmung 4 der Laufbuchse 11 plastisch verdrängt wird. Zu diesem Zweck ist die Laufbuchse 11 vorzugsweise aus einem Automatenstahl und das Pumpengehäuse aus einer Leichtmetallegierung gefer tigt.The invention allows for a small footprint by using a stepped piston and a ring part 1 within the liner 11 using the smallest number of parts a significant improvement in Ansaugverhal the previously known piston pump. Essential for the manufacturing process of the piston pump is the simple fastening and sealing measure of the bushing 11 in the pump housing 8 , by depending on the displacement force of the bushing 11 relative to the bore in the pump housing 8, a volume of material located on the circumference of the stepped bore in the pump housing 8 in a The circumferential recess 4 of the liner 11 is displaced plastically. For this purpose, the liner 11 is preferably made of free-cutting steel and the pump housing is made of a light metal alloy.
Das Erfordernis einer speziellen, separaten Anordnung von Dichtungen an der Laufbuchse 11 sowie das Erfordernis zur Einleitung einer externen Haltekraft in das Pumpengehäuse entfällt nunmehr.The need for a special, separate arrangement of seals on the liner 11 and the need to introduce an external holding force into the pump housing are now eliminated.
Das vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung gefertigte Pumpengehäuse 8 ist dementsprechend weniger hart als die beispielsweise aus Automatenstahl hergestellte Laufbuchse 11. Dieser Härteunterschied ist letztlich ausschlaggebend für die im wesentlichen formschlüssige Befestigung der Laufbuchse 11 im Pumpengehäuse 8. Als konstruktiv zweck dienliche Maßnahme erweisen sich als umlaufende Hohlkehlen ausgeführten Ausnehmungen 4 an der Laufbuchse 11, die jeweils an der im Durchmesser abgestuften Mantelfläche der Laufbuchse 11 angeordnet sind. Hierdurch kann das relativ weiche Werkstoffvolumen des Pumpengehäuses 8 während des Einpreßvorganges jeweils als umlaufende Nase in die Ausnehmungen 4 an der Laufbuchse 11 plastisch verformt ein fließen und dort verdichtet werden. Damit übernimmt die Laufbuchse 11 - infolge ihrer in Fügerichtung abnehmenden Abstufung des Durchmessers - die Funktion eines Verstemmstempels, dem die Stufenbohrung des Pumpengehäuses 8 im Durchmesser angepaßt ist.The pump housing 8, which is preferably made of an aluminum alloy, is accordingly less hard than the bushing 11, which is made of free-cutting steel, for example. This difference in hardness is ultimately decisive for the essentially form-fitting fastening of the bushing 11 in the pump housing 8 . A constructively useful measure proves to be circumferential grooves 4 on the bushing 11 , which are each arranged on the graduated outer surface of the bushing 11 . As a result, the relatively soft material volume of the pump housing 8 during the press-in process can flow plastically deformed as a circumferential nose into the recesses 4 in the bushing 11 and be compressed there. Thus, the bushing 11 - due to its decreasing gradation of the diameter in the joining direction - takes over the function of a caulking punch, to which the stepped bore of the pump housing 8 is adapted in diameter.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform. Nachstehend wird lediglich auf Abweichungen im Vergleich mit Fig. 1 hingewiesen. Die Fig. 2 unterscheidet sich durch eine stufenförmig im Laufflächenbereich des Pumpkolbens 8 abgesetzte Form der Laufbuchse 11, so daß eine separate Anordnung eines Ringteils in der Laufbuchse 11 ent fällt. Ferner ist der das Druckventil 5 aufnehmende Ventil sitzkörper 2 als separates Teil ausgeführt, der mit seiner schneidenförmig umlaufenden Kante von einem Druckstück auf die Stirnfläche der Laufbuchse 11 angepreßt ist. Dies er möglicht eine Vorprüfung des Druckventils 5 zur Feststellung der Dichtheit. Das Druckstück ist vorzugsweise über eine Lancierung mit dem Ventilsitzkörper 2 verbunden. Zwecks Ausrichtung der den Druckmittelkanal 3 mit dem Ringraum 15 verbindenden Querbohrungen der Laufbuchse 11 können an den Stirnflächen der Laufbuchse 11 formschlußerzeugende Mittel (Kerben, Ausnehmungen) vorgesehen sein, in die ein Einstellwerkzeug eingreift, welches die Laufbuchse 11 fluchtend zum Druckmittelkanal 3 ausrichtet, bevor der eigentliche selbstverstemmende Einpreßvorgang einsetzt. Nach der Befestigung der Laufbuchse 11 im Pumpengehäuse 8 wird das als Schraubverschluß ausgeführte Druckstück, das den Ventilsitzkörper 2 mittels einer Lancierung aufnimmt, in die Stufenbohrung des Pumpengehäuses 8 eingeschraubt. Fig. 2 shows an embodiment. In the following, only differences in comparison with FIG. 1 are pointed out. Fig. 2 differs by a step-like shape in the tread area of the pump piston 8 stepped shape of the bushing 11 , so that a separate arrangement of a ring part in the bushing 11 falls ent. Furthermore, the valve seat body 2 receiving the pressure valve 5 is designed as a separate part which is pressed with its cutting edge circumferential edge by a pressure piece onto the end face of the bushing 11 . This enables a preliminary check of the pressure valve 5 to determine the tightness. The pressure piece is preferably connected to the valve seat body 2 via a launch. For the purpose of aligning the cross bores of the bushing 11 connecting the pressure medium channel 3 with the annular space 15 , form-locking means (notches, recesses) can be provided on the end faces of the bushing 11 , into which an adjusting tool engages, which aligns the bushing 11 in alignment with the pressure medium channel 3 before the actual self-locking press-in process begins. After attachment of the liner 11 in the pump housing 8, the screw is designed as a pressure piece, which receives the valve seat body 2 by means of a launch is screwed into the stepped bore of the pump housing. 8
11
Ringteil
ring part
22
Ventilsitzkörper
Valve seat body
33
Druckmittelkanal
Pressure fluid channel
44
Ausnehmung
recess
55
Druckventil
pressure valve
66
Kompressionsraum
compression chamber
77
Stufenbohrung
stepped bore
88th
Pumpengehäuse
pump housing
99
Zulaufkanal
inlet channel
1010
Saugventil
suction
1111
Laufbuchse
liner
1212
Pumpkolben
pump piston
1313
Druckfeder
compression spring
1414
Druckmittelverbraucher
Pressure fluid consumer
1515
Ringraum
annulus
1616
Druckmittelquelle
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1717
Exzenterraum
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8330 | Complete disclaimer |