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EP2035700A2 - Kolbenpumpe - Google Patents

Kolbenpumpe

Info

Publication number
EP2035700A2
EP2035700A2 EP07729391A EP07729391A EP2035700A2 EP 2035700 A2 EP2035700 A2 EP 2035700A2 EP 07729391 A EP07729391 A EP 07729391A EP 07729391 A EP07729391 A EP 07729391A EP 2035700 A2 EP2035700 A2 EP 2035700A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
piston pump
valve
biasing
valve body
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Withdrawn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
EP07729391A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andre Bollwerk
Wolfgang Schuller
Horst Beling
Juergen Wagner
Michael Schuessler
Stefan Hallermann
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 EP2035700A2 publication Critical patent/EP2035700A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • 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
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4031—Pump units characterised by their construction or mounting
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/12—Valves; Arrangement of valves arranged in or on pistons
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/12—Valves; Arrangement of valves arranged in or on pistons
    • F04B53/125—Reciprocating valves
    • F04B53/126—Ball valves

Definitions

  • the present invention relates to a piston pump for the delivery of fluids and in particular a piston pump for the promotion of liquids in vehicles such. B. of brake fluid or fuel.
  • Piston pumps are known from the prior art in different configurations. In vehicles, piston pumps are used, for example, as fuel pumps or as pumps for the pressure supply of brake systems.
  • a known piston pump has between an input valve and an output valve to a working or pressure chamber, in which by a linear movement of a
  • Piston pressure is built up.
  • the fluid is supplied through a plurality of radial bores and a longitudinal bore in the piston to the inlet valve.
  • a machining of the piston is necessary, which is very expensive. It has also been found that due to the supply by the piston and the associated relatively long path length to
  • the known piston pump is thus constructed relatively expensive and expensive to produce.
  • the piston pump according to the invention with the features of claim 1 has the advantage over that it requires only a very small space and is inexpensive to produce. Furthermore, the piston pump according to the invention has significantly reduced flow losses. As a result, the efficiency of the piston pump can be improved. A machining of the piston is also not necessary in the piston pump according to the invention. dig. The piston pump according to the invention can be produced very inexpensively and has a low number of parts. As a result, the assembly costs can be reduced by reducing the necessary assembly steps. This is achieved according to the invention in that the piston pump has a piston and a pressure chamber arranged between an inlet valve and an outlet valve. The inlet valve is arranged between the pressure chamber and a low-pressure region of the piston pump.
  • the intake valve includes a valve body having a valve seat, a closing member, a biasing means for biasing the closing member, and a fixing means for fixing the intake valve to the piston.
  • the fixing device comprises at least two fixing lugs protruding from the valve body in the direction of the piston, which are spaced apart from one another and between which inflow openings for the inflow of the fluid are located. As a result, it is no longer necessary that in the piston inlet bores o. ⁇ . are provided.
  • the inflow of the fluid takes place according to the invention through the inflow openings between the valve body and the piston.
  • a cross section of the inflow opening can be changed, for example, by changing a length of the fixing lugs or a change in a distance of the fixing lugs or a change in the number of fixing lugs.
  • the fixing lugs are each equally spaced along a circumference of the valve body. It should be noted that particularly preferably three or four fixing lugs are provided. As a result, in each case a sufficient cross-sectional area for the inflow of fluid can be provided between the individual fixing lugs.
  • the fixing lugs each comprise a step.
  • the step serves as a stop for an end face of the piston, so that during assembly of the valve body to the piston always a defined position of the valve body is obtained on the piston. This also assembly errors can be avoided. Furthermore, by the gradation of an interference fit between the piston and the valve body can be achieved.
  • the piston is preferably a cylindrical roller made of a solid material, in particular a metal material.
  • attachment of the fixing lugs on the piston is preferably non-positively, in particular via a press connection.
  • the valve body is particularly preferably made of a plastic material. As a result, the manufacturing costs can be reduced because the valve body can be produced inexpensively by an injection molding process.
  • the biasing device of the inlet valve is a spring, in particular a spiral spring, which is supported on a cage arranged on the valve body.
  • the cage is preferably formed integrally with the valve body. This can reduce the number of parts.
  • the biasing means comprises a
  • the inlet valve can be opened.
  • the biasing noses deform from a predetermined opening pressure and close the inlet valve again after the opening pressure has fallen below the predetermined value.
  • the biasing lugs preferably have an undercut for holding the closing element. More preferably, the biasing lugs are formed integrally with the valve body.
  • the present invention relates to a piston pump for conveying fluids, comprising a piston and a pressure chamber arranged between an inlet valve and an outlet valve.
  • the inlet valve comprises a valve body, a closure member and a biasing means for biasing the closure member, wherein the biasing means of the inlet valve comprises a plurality of resilient biasing members.
  • the elastic pre- - A - tensioning elements assume a function of a return spring at the inlet valve.
  • the biasing elements preferably have an undercut for holding the closing element and are further preferably formed integrally with a valve body of the inlet valve.
  • the biasing elements are preferably made of a plastic material.
  • a closing element of a piston pump according to the invention is preferably a ball or a plate.
  • a sealing element for sealing the pressure chamber against a low pressure region of the piston pump is additionally arranged on the valve body.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a piston pump according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a partially sectioned view of a pre-assembled with an inlet valve piston
  • FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a perspective view of an inlet valve
  • Figure 5 is a perspective view of the inlet valve of Figure 4 from another direction
  • Figure 6 is a schematic sectional view of a piston pump according to a second embodiment of the invention. Embodiments of the invention
  • the piston pump 1 comprises a piston 2, which is made of a solid material as a cylindrical roller.
  • the piston 2 is reciprocably guided on a housing 22 in a sleeve 22a (double arrow X in FIG. 1) and is driven, for example, by means of an eccentric.
  • the piston pump 1 further comprises an inlet valve 4, an outlet valve 16 and a pressure chamber 3 arranged between the inlet valve 4 and the outlet valve 16.
  • the inlet valve 4 comprises a valve body 5 which is made of a plastic material. Furthermore, the inlet valve 4 comprises a closing element 6, which in this embodiment is a ball. The closing element 6 seals at one
  • the closing element 6 is biased by a cylindrical spring 8 against the valve seat 7.
  • the cylinder spring 8 is supported on a cage 9 formed integrally with the valve body 5.
  • the cage comprises three arms 9a, 9b, 9c, which can be seen in particular from FIGS. 2 and 5.
  • the arms 9a, 9b, 9c each have an inwardly directed projection 90a, 90b, 90c, against which the cylinder spring 8 is supported.
  • the intake valve 4 further includes a fixing device 10 for fixing the intake valve 4 to the piston 2.
  • the fixing device 10 comprises a plurality of fixing elements.
  • the fixing device 10 comprises four fixing elements 11, 12, 13, 14. Die
  • Fixing elements 11, 12, 13, 14 project in the axial direction in the direction of the piston 2 from the valve body 5 and are connected to the piston 2 via a press fit.
  • the fixing elements 11, 12, 13, 14 each have a step IIa, 12a, 13a, 14a to form a stop for an end face 2a of the piston 2.
  • the fixing elements 11, 12, 13, 14 are each equidistantly spaced.
  • an inflow opening 15 is formed between respectively adjacent fixing elements 11, 12, 13, 14, so that a total of four inflow areas are formed.
  • the inlet valve separates the pressure chamber 3 from a low-pressure region 20.
  • the low-pressure region 20 forms an annular channel, which is supplied with fluid via a suction channel 19, as indicated by the arrow A.
  • the outlet valve 16 comprises a closing element 17 and a spring 18.
  • the outlet valve 16 is designed as a check valve and opens as soon as a predetermined pressure in the pressure chamber 3 is reached. The fluid can then be supplied through the open outlet valve 16 into the pressure channel 21 and from there, for example, to the wheel brakes of a vehicle.
  • the function of the piston pump 1 according to the invention is as follows.
  • the intake phase the exhaust valve 16 is closed and the intake valve 4 is opened. Since the intake valve 4 is completely fixed to the pressure-chamber-side end of the piston 2, the intake valve 4 moves together with the piston 2 from the exhaust valve 16.
  • the suction phase fluid is thus supplied through the suction channel 19, the inflow openings 15 and the opened inlet valve into the pressure chamber 3. This is indicated in Figure 1 by the arrows A and B respectively.
  • the direction of movement of the piston 2 is reversed and the pressure build-up phase begins. In this case, the inlet valve 4 is closed and in the pressure chamber 3, the pressure build-up takes place against the closed outlet valve.
  • the outlet valve 16 opens and the pressurized fluid can flow out of the pressure chamber 3 via the opened outlet valve 16 into the pressure channel 21.
  • the piston pump according to the invention thus has a particularly simple structure.
  • the inflow of fluid to the pressure chamber 3 thus takes place through the inflow openings 15 between the inlet valve 4 and the piston 2.
  • the inlet valve 4 can are pre-assembled as a preassembled module on the piston 2.
  • an assembly comprising the inlet valve 4 and the piston 2 can be provided as a preassembled unit. Since the valve body 5 and the fixing device 10 and the cage 9 are formed integrally, the number of components can be reduced. This reduces the necessary assembly steps.
  • the valve body 5 can be produced for example by means of injection molding.
  • the flow losses during the inflow of the fluid into the pressure chamber 3 can be reduced, since the inflow no longer leads beyond the bores existing in the piston in the prior art.
  • a piston 2 for example, a simple and inexpensive deployable needle roller can be used.
  • the piston pump 1 according to the invention can be used both as a pressure pump and as a suction pump.
  • the second embodiment substantially corresponds to the first embodiment, in contrast to the intake valve 4 is constructed differently.
  • the inlet valve 4 of the second embodiment no longer has a spring element.
  • the inlet valve 4 of the second embodiment has a plurality of elastic biasing elements 30, each comprising an inwardly directed biasing lug 31.
  • a closing element 6 of the second embodiment is further formed as a plate.
  • the elastic biasing elements 30 are formed such that when the closing element 6 lifts off its valve seat 7 in the valve body 5, an elastic deformation of the biasing elements 30 and the Vorspannna- sen 31 takes place. The elastic deformation can both the biasing lugs
  • the inflow of the fluid takes place, as in the first embodiment, through the inflow openings 15 between the fixing elements 11, 12, 13, 14 of the fixing device
  • the piston pump of the second embodiment in this case has a particularly very compact construction in the axial direction. Furthermore, by dispensing with a spring element at the inlet valve, the number of parts can be further reduced.
  • the biasing elements 30 are also formed integrally with the valve body 5, so that this component can be produced for example by plastic injection molding.
  • the second embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, umfassend einen Kolben (2) und ein zwischen einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (16) angeordneten Druckraum (3), wobei das Einlassventil (4) zwischen dem Druckraum (3) und einem Niederdruckbereich (20) der Kolbenpumpe angeordnet ist und wobei das Einlassventil (4) einen Ventilkörper (5), ein Schließelement (6), eine Vorspanneinrichtung (8) zum Vorspannen des Schließelements (6) und eine Fixiereinrichtung (10) zur Befestigung des Einlassventils am Kolben (2) umfasst, wobei die Fixiereinrichtung (10) wenigstens zwei vom Ventilkörper (5) in Richtung des Kolbens (2) vorstehende Fixierelemente (11, 12, 13, 14) umfasst, welche voneinander beabstandet sind und zwischen sich Zuströmöffnungen (15) für eine Zuströmung von Fluid aufweisen. Ferner betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe mit einem Einlassventil ohne ein Federvorspannelement.

Description

Beschreibung
Titel Kolbenpumpe
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden und insbesondere eine Kolbenpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten in Fahrzeugen, wie z. B. von Bremsflüssigkeit oder Kraftstoff.
Kolbenpumpen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. In Fahrzeugen werden Kolbenpumpen beispielsweise als Kraftstoffpumpen oder als Pumpen zur Druckversorgung von Bremssystemen verwendet. Eine bekannte Kolbenpumpe weist dabei zwischen einem Eingangsventil und einem Ausgangsventil einen Arbeits- bzw. Druckraum auf, in welchem durch eine lineare Bewegung eines
Kolbens ein Druck aufgebaut wird. Um möglichst einen kompakten Aufbau aufzuweisen, wird das Fluid durch mehrere Radialbohrungen und eine Längsbohrung im Kolben zum Einlassventil zugeführt. Hierzu ist jedoch eine spanende Bearbeitung des Kolbens notwendig, welche sehr aufwendig ist. Ferner wurde festgestellt, dass aufgrund der Zu- führung durch den Kolben und der damit verbundenen relativen langen Weglänge zur
Zuführung des Fluids Strömungsverluste auftreten. Die bekannte Kolbenpumpe ist somit relativ aufwendig aufgebaut und teuer in ihrer Herstellung.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie nur einen sehr kleinen Bauraum benötigt und kostengünstig herstellbar ist. Ferner weist die erfindungsgemäße Kolbenpumpe deutlich reduzierte Strömungsverluste auf. Dadurch kann der Wir- kungsgrad der Kolbenpumpe verbessert werden. Eine spanende Bearbeitung des Kolbens ist bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe zudem nicht notwen- dig. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe kann sehr kostengünstig hergestellt werden und weist eine geringe Teileanzahl auf. Dadurch können auch die Montagekosten durch Reduzierung der notwendigen Montageschritte verringert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Kolbenpumpe einen Kolben und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Druckraum aufweist. Das Einlassventil ist zwischen dem Druckraum und einem Niederdruckbereich der Kolbenpumpe angeordnet. Das Einlassventil umfasst einen Ventilkörper mit einem Ventilsitz, ein Schließelement, eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schließelements und eine Fixiereinrich- tung zum Befestigen des Einlassventils am Kolben. Die Fixiereinrichtung umfasst dabei wenigstens zwei vom Ventilkörper in Richtung des Kolbens vorstehende Fixiernasen, welche voneinander beabstandet sind und zwischen denen sich Zuströmöffnungen zur Zuströmung des Fluids befinden. Hierdurch ist es nicht mehr notwendig, dass im Kolben Zuströmbohrungen o. Ä. vorgesehen sind. Die Zu- Strömung des Fluids erfolgt erfindungsgemäß durch die Zuströmöffnungen zwischen dem Ventilkörper und dem Kolben. Ein Querschnitt der Zuströmöffnung kann dabei beispielsweise durch Änderung einer Länge der Fixiernasen oder eine Änderung eines Abstandes der Fixiernasen oder eine Änderung der Anzahl der Fixiernasen verändert werden.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise sind die Fixiernasen entlang eines Umfangs des Ventilkörpers jeweils gleich voneinander beabstandet. Es sei angemerkt, dass besonders bevor- zugt drei oder vier Fixiernasen vorgesehen sind. Dadurch kann zwischen den einzelnen Fixiernasen jeweils eine ausreichende Querschnittsfläche für die Zuströmung von Fluid bereitgestellt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Fixiernasen jeweils eine Stufe. Die Stufe dient als Anschlag für eine Stirnseite des Kolbens, so dass bei der Montage des Ventilkörpers an den Kolben immer eine definierte Position des Ventilkörpers am Kolben erhalten wird. Dadurch können auch Montagefehler vermieden werden. Ferner kann durch die Abstufung ein Pressverband zwischen Kolben und Ventilkörper erreicht werden. Um eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit zu ermöglichen, ist der Kolben vorzugsweise eine Zylinderrolle aus einem Vollmaterial, insbesondere einem Metallmaterial.
Um eine schnelle und einfache Montage zu ermöglichen, erfolgt eine Befestigung der Fixiernasen am Kolben vorzugsweise kraftschlüssig, insbesondere über eine Pressverbindung.
Der Ventilkörper ist besonders bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Dadurch können die Herstellkosten reduziert werden, da der Ventilkörper kostengünstig durch ein Spritzgussverfahren herstellbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorspanneinrich- tung des Einlassventils eine Feder, insbesondere eine Spiralfeder, welche sich an einem am Ventilkörper angeordneten Käfig abstützt. Der Käfig ist vorzugsweise einstückig mit dem Ventilkörper gebildet. Dadurch kann die Teilezahl reduziert werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Vorspanneinrichtung eine
Vielzahl von elastischen Vorspannnasen, welche das Schließelement halten. Durch elastisches Verformen der Vorspannnasen kann das Einlassventil geöffnet werden. Die Vorspannnasen verformen sich dabei ab einem vorbestimmten Öffnungsdruck und schließen das Einlassventil wieder, nachdem der Öffnungsdruck unter den vorbestimmten Wert gefallen ist. Die Vorspannnasen weisen zum Halten des Schließelements vorzugsweise eine Hinterschneidung auf. Weiter bevorzugt sind die Vorspannnasen einstückig mit dem Ventilkörper gebildet.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, umfassend einen Kolben und einen zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Druckraum. Das Einlassventil umfasst einen Ventilkörper, ein Schließelement und eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schließelements, wobei die Vorspanneinrichtung des Einlassventils eine Vielzahl von elastischen Vorspannelementen umfasst. Die elastischen Vor- - A - spannelemente übernehmen dabei eine Funktion einer Rückstellfeder beim Einlassventil. Die Vorspannelemente weisen vorzugsweise eine Hinterschneidung zum Halten des Schließelements auf und sind weiter bevorzugt einstückig mit einem Ventilkörper des Einlassventils gebildet. Die Vorspannelemente sind vor- zugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt.
Ein Schließelement einer erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist vorzugsweise eine Kugel oder eine Platte.
Weiter bevorzugt ist am Ventilkörper zusätzlich ein Dichtelement zur Abdichtung des Druckraums gegenüber einem Niederdruckbereich der Kolbenpumpe angeordnet.
Zeichnung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Kolbenpumpe gemäß ei- nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines mit einem Einlassventil vormontierten Kolbens,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht von Figur 2,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Einlassventils,
Figur 5 eine perspektivische Ansicht des Einlassventils von Figur 4 aus einer anderen Richtung, und
Figur 6 eine schematische Schnittansicht einer Kolbenpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 eine Kolbenpumpe 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Kolbenpumpe 1 einen Kolben 2, welcher aus einem Vollmaterial als Zylinderrolle hergestellt ist. Der Kolben 2 ist an einem Gehäuse 22 in einer Hülse 22a hin- und herbeweglich geführt (Doppelpfeil X in Figur 1) und wird beispielsweise mittels eines Exzenters angetrieben. Die Kolbenpumpe 1 um- fasst ferner ein Einlassventil 4, ein Auslassventil 16 und einen zwischen dem Einlassventil 4 und dem Auslassventil 16 angeordneten Druckraum 3.
Das Einlassventil 4 umfasst einen Ventilkörper 5, welcher aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Ferner umfasst das Einlassventil 4 ein Schließelement 6, welches in diesem Ausführungsbeispiel eine Kugel ist. Das Schließelement 6 dichtet an einem
Ventilsitz 7, welcher am Ventilkörper 5 gebildet ist, ab bzw. gibt diesen frei. Das Schließelement 6 wird mittels einer Zylinderfeder 8 gegen den Ventilsitz 7 vorgespannt. Die Zylinderfeder 8 stützt sich an einem integral mit dem Ventilkörper 5 gebildeten Käfig 9 ab. Der Käfig umfasst drei Arme 9a, 9b, 9c, welche insbesondere aus den Figuren 2 und 5 ersichtlich sind. Die Arme 9a, 9b, 9c weisen dabei jeweils einen nach innen gerichteten vorstehenden Vorsprung 90a, 90b, 90c auf, gegen welchen sich die Zylinderfeder 8 abstützt. Das Einlassventil 4 umfasst ferner eine Fixiereinrichtung 10, um das Einlassventil 4 am Kolben 2 zu befestigen. Wie aus den Figuren 1 und 4 ersichtlich ist, umfasst die Fixiereinrichtung 10 eine Vielzahl von Fixierelementen. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel umfasst die Fixiereinrichtung 10 vier Fixierelemente 11, 12, 13, 14. Die
Fixierelemente 11, 12, 13, 14 stehen in Axialrichtung in Richtung des Kolbens 2 vom Ventilkörper 5 vor und werden mit dem Kolben 2 über eine Presspassung verbunden. Die Fixierelemente 11, 12, 13, 14 weisen jeweils eine Stufe IIa, 12a, 13a, 14a auf, um einen Anschlag für eine Stirnfläche 2a des Kolbens 2 zu bilden. Die Fixierelemente 11, 12, 13, 14 sind jeweils gleich voneinander beabstandet. Dadurch wird zwischen jeweils benachbarten Fixierelementen 11, 12, 13, 14 jeweils eine Zuströmöffnung 15 gebildet, so dass insgesamt vier Zuströmbereiche gebildet sind. Wie aus Figur 1 ersichtlich, trennt das Einlassventil den Druckraum 3 von einem Niederdruckbereich 20. Der Niederdruckbereich 20 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Ringkanal, welchem über einen Saugkanal 19 Fluid, wie durch den Pfeil A angedeutet, zugeführt wird.
In der Ansaugphase der Kolbenpumpe strömt somit das Fluid durch die vier zwischen den Fixierelementen 11, 12, 13, 14 gebildeten Zuströmöffnungen 15 am geöffneten Schließelement 6 vorbei in den Druckraum 3. Dies ist in Figur 1 durch den Pfeil B angedeutet.
Das Auslassventil 16 umfasst ein Schließelement 17 sowie eine Feder 18. Das Auslassventil 16 ist als Rückschlagventil ausgebildet und öffnet, sobald ein vorbestimmter Druck im Druckraum 3 erreicht wird. Das Fluid kann dann durch das geöffnete Auslassventil 16 in den Druckkanal 21 und von dort beispielsweise den Radbremsen eines Fahrzeugs zugeführt werden.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 1 ist dabei wie folgt. In der Ansaugphase ist das Auslassventil 16 geschlossen und das Einlassventil 4 geöffnet. Da das Einlassventil 4 vollständig am druckraumseitigen Ende des Kolbens 2 befestigt ist, bewegt sich das Einlassventil 4 zusammen mit dem Kolben 2 vom Auslassventil 16 fort. In der Ansaugphase wird somit Fluid durch den Saugkanal 19, die Zuströmöffnungen 15 und das geöffnete Einlassventil in den Druckraum 3 zugeführt. Das ist in Figur 1 durch die Pfeile A bzw. B angedeutet. Im unteren Totpunkt kehrt sich die Bewegungsrichtung des Kolbens 2 um und die Druckaufbauphase beginnt. Dabei wird das Einlassventil 4 geschlossen und im Druckraum 3 erfolgt der Druckaufbau gegen das geschlossene Auslassventil. Sobald ein vorbestimmter Öffnungsdruck, der durch die Vorspannkraft der Auslassventilfeder 18 und dem anstehenden Gegendruck bestimmt ist, erreicht ist, öffnet das Auslassventil 16 und das unter Druck stehende Fluid kann aus dem Druckraum 3 über das geöffnete Auslassventil 16 in den Druckkanal 21 strö- men.
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist somit einen besonders einfachen Aufbau auf. Die Zuströmung von Fluid zum Druckraum 3 erfolgt somit durch die Zuströmöffnungen 15 zwischen dem Einlassventil 4 und dem Kolben 2. Das Einlassventil 4 kann dabei als vormontierte Baugruppe auf den Kolben 2 vormontiert werden. Somit kann eine Baugruppe umfassend das Einlassventil 4 und den Kolben 2 als vormontierte Einheit bereitgestellt werden. Da der Ventilkörper 5 und die Fixiereinrichtung 10 sowie der Käfig 9 einstückig gebildet sind, kann die Bauteileanzahl reduziert werden. Dies ver- mindert die notwendigen Montageschritte. Der Ventilkörper 5 kann dabei beispielsweise mittels Spritzgießen hergestellt werden.
Erfindungsgemäß können ferner die Strömungsverluste bei der Zuströmung des Fluids in den Druckraum 3 reduziert werden, da die Zuströmung nicht mehr über die im Stand der Technik im Kolben vorhandenen Bohrungen führt. Als Kolben 2 kann beispielsweise eine einfach und kostengünstig bereitstellbare Nadelrolle verwendet werden.
Die erfindungsgemäß Kolbenpumpe 1 kann dabei sowohl als Druckpumpe als auch als Saugpumpe verwendet werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 6 eine Kolbenpumpe 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied dazu das Einlassventil 4 verschieden aufgebaut ist. Das Einlassventil 4 des zweiten Ausführungsbeispiels weist kein Federelement mehr auf. Stattdessen weist das Einlassventil 4 des zweiten Ausführungsbeispiels mehrere elas- tische Vorspannelemente 30 auf, welche jeweils eine nach innen gerichtete Vorspannnase 31 umfassen. Ein Schließelement 6 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ferner als Platte ausgebildet. Die elastischen Vorspannelemente 30 sind dabei derart gebildet, dass, wenn sich das Schließelement 6 von seinem Ventilsitz 7 im Ventilkörper 5 abhebt, eine elastische Verformung der Vorspannelemente 30 bzw. der Vorspannna- sen 31 erfolgt. Die elastische Verformung kann dabei sowohl an den Vorspannnasen
31 als auch am Verbindungsbereich zwischen den Vorspannnasen 31 und dem Ventilkörper 5 erfolgen. Ein Weg des Schließelements 6 in Axialrichtung beim Öffnen ist dabei relativ kurz. Das Schließen des Einlassventils 4 erfolgt dann über die Rückstellkraft der Vorspannelemente 30, welche wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehren und dabei das Schließelement 6 gegen den Ventilsitz 7 drücken.
Die Zuströmung des Fluids erfolgt wie im ersten Ausführungsbeispiel durch die Zu- Strömöffnungen 15 zwischen den Fixierelementen 11, 12, 13, 14 der Fixiereinrichtung
10. Die Kolbenpumpe des zweiten Ausführungsbeispiels weist dabei einen insbesondere in Axialrichtung sehr kompakten Aufbau auf. Ferner kann durch Verzicht auf ein Federelement beim Einlassventil die Teileanzahl weiter reduziert werden. Die Vorspannelemente 30 sind ebenfalls einstückig mit dem Ventilkörper 5 gebildet, so dass dieses Bauteil beispielsweise durch Kunststoffspritzgießen hergestellt werden kann.
Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, umfassend einen Kolben (2) und ein zwischen einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (16) angeordneten Druckraum (3), wobei das Einlassventil (4) zwischen dem Druckraum (3) und ei- nem Niederdruckbereich (20) der Kolbenpumpe angeordnet ist und wobei das Einlassventil (4) einen Ventilkörper (5), ein Schließelement (6), eine Vorspanneinrichtung (8) zum Vorspannen des Schließelements (6) und eine Fixiereinrichtung (10) zur Befestigung des Einlassventils am Kolben (2) umfasst, wobei die Fixiereinrichtung (10) wenigstens zwei vom Ventilkörper (5) in Richtung des Kolbens (2) vor- stehende Fixierelemente (11, 12, 13, 14) umfasst, welche voneinander beabstandet sind und zwischen sich Zuströmöffnungen (15) für eine Zuströmung von Fluid aufweisen.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (11, 12, 13, 14) entlang eines Umfangs des Ventilkörpers (5) jeweils gleich voneinander beabstandet sind.
3. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (11, 12, 13, 14) jeweils eine Stufe (IIa, 12a, 13a, 14a) aufweisen, welche als Anschlag für eine Stirnseite (2a) des Kolbens (2) dient.
4. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) eine Zylinderrolle aus Vollmaterial ist.
5. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Fixierelemente (11, 12, 13, 14) der Fixiereinrichtung (10) am Kolben (2) kraftschlüssig erfolgt.
6. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der Ventilkörper (5) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
7. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (8) des Einlassventils (4) eine Feder ist, welche sich an einem am Ventil körper (5) angeordneten Käfig (9) abstützt.
8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung des Einlassventils (4) eine Vielzahl von elastischen Vorspannelementen (30) umfasst, welche am Ventilkörper (5) angeordnet sind und das Schließelement (6) gegen einen Ventilsitz (7) am Ventilkörper (5) vorspannen, wobei die Vorspannelemente (30) Vorspannnasen (31) aufweisen, um das Schließelement (6) zu halten.
9. Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden, umfassend einen Kolben (2) und einen zwischen einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (16) angeordneten
Druckraum (3), wobei das Einlassventil (4) einen Ventilkörper (5), ein Schließelement (6) und eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schließelements (6) gegen einen Ventilsitz (7) umfasst, wobei die Vorspanneinrichtung des Einlassventils eine Vielzahl von elastischen Vorspannelementen (30) umfasst.
10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannelemente (30) des Einlassventils (4) jeweils eine Vorspannnase (31) aufweisen.
11. Kolbenpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor- spanneinrichtung einstückig mit dem Ventilkörper gebildet ist.
12. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (6) eine Kugel oder eine Platte ist.
13. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) ein Dichtelement zur Abdichtung des Druckraums (3) gegenüber einem Niederdruckbereich (20) der Kolbenpumpe umfasst.
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