WO2018024381A1

WO2018024381A1 - Fahrzeugbremsanlagen-kolbenpumpe mit einem schmiermittel

Info

Publication number: WO2018024381A1
Application number: PCT/EP2017/061147
Authority: WO
Inventors: Franz Hanschek; Oliver Gaertner; Harald Hermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2019-02-01
Also published as: JP2019525059A; DE102016214127A1; CN109563820A; KR20190033547A

Abstract

Bei einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe, bei der ein Kolben mittels eines Exzenters hin und her bewegbar ist, ist zwischen dem Kolben und dem Exzenter eine Reibfläche ausgebildet und an der Reibfläche ist ein Schmiermittel vorgesehen, wobei erfindungsgemäß das Schmiermittel als ein schüttfähiger Trockenstoff ausgebildet ist.

Description

Beschreibung

Titel

Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe mit einem Schmiermittel Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe, bei der ein Kolben mittels eines Exzenters hin und her bewegbar ist, zwischen dem Kolben und dem Exzenter eine Reibfläche ausgebildet ist und an der Reibfläche ein Schmiermittel vorgesehen ist.

Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind in der Regel mit einer Fahrzeugbremsanlage mit mindestens einer Radbremse zum Bremsen eines Rades dieses Fahrzeugs ausgestattet. Die Radbremse ist dabei oftmals hydraulisch ausgeführt und ist von einem Fluid bzw. Bremsfluid, welches sich innerhalb einer Fluidleitung befindet, angeströmt. Ein in die Fluidleitung geschaltetes Hydraulikaggregat setzt das Fluid mittels einer zugehörigen

Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe unter Druck. Dabei kommt ein

verschiebbarer Kolben zum Einsatz, der von einem Exzenter angetrieben wird. Der Exzenter läuft in einem Exzenterraum um. Der Exzenter setzt seine drehende Bewegung also in eine lineare Bewegung des Kolbens um. Während seiner Bewegung reibt der Exzenter an einer als Reibfläche wirkenden Stirnseite des Kolbens. An der Reibfläche ist zur Minderung von Reibung ein Schmiermittel vorgesehen. Als Schmiermittel ist in der Regel ein Schmierfilm aus Öl oder Schmierfett zwischen dem Kolben und dem Exzenter ausgebildet. Insbesondere ist als Schmiermittel, wie aus DE 697 23 040 bekannt, eine Schicht aus einem selbstschmierenden Material vorgesehen.

Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß ist eine Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe geschaffen, bei der ein Kolben mittels eines Exzenters hin und her bewegbar ist, zwischen dem Kolben und dem Exzenter eine Reibfläche ausgebildet ist und an der Reibfläche ein Schmiermittel vorgesehen ist. Dabei ist das Schmiermittel als ein

schüttfähiger Trockenstoff ausgebildet.

Bei Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpen dient das Schmiermittel zwischen dem Kolben und dem Exzenter dazu, an der Reibfläche Reibung zu verringern. Da das Schmiermittel sich verbraucht bzw. die Schmierschicht sich abnutzt, bestimmt die Menge des Schmiermittels bzw. die Dicke der Schmierschicht die

Dauer, wie gut, insbesondere wie lange, zwischen Kolben und Exzenter geschmiert ist. Die Qualität der Schmierwirkung hat einen Einfluss auf die Lebensdauer der Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe weist ein

Schmiermittel auf, dass als ein schüttfähiger Trockenstoff ausgebildet ist.

Schüttfähig bezeichnet ein partikelartiges bzw. körniges Gemenge, das in einem Raum bzw. Behältnis zu bewegen ist. Die Eigenschaft der Schüttfähigkeit wird durch die Partikelgröße, die Partikelverteilung, die Schüttdichte, den

Schüttwinkel, die Feuchtigkeit und die Temperatur bestimmt. Die Feuchtigkeit ist bei dem erfindungsgemäßen Schmiermittel gering bzw. das Schmiermittel ist als Trockenstoff ausgebildet. Der derartige Trockenstoff befindet sich an bzw. in der Nähe der Reibfläche zwischen Kolben und Exzenter. Der Trockenstoff gelangt dabei zwischen Exzenter und Kolben. An der Reibfläche legen sich einzelne Partikel bzw. Körner des Schmiermittels zwischen den Kolben und den Exzenter und es bildet sich so eine reibungsmindernde Schmierwirkung aus. Die Partikel sind dabei in der Regel auf der Reibfläche nebeneinander liegend angeordnet.

Die Schüttfähigkeit des erfindungsgemäßen Schmiermittels ermöglichst es, dass immer wieder andere Partikel zu der Reibfläche gelangen. Zugleich ist das

Schmiermittel mit seinen Partikeln vergleichsweise dick bzw. bildet eine vergleichsweise hohe, sich zugleich ständig austauschende Schichtdicke zwischen Kolben und Exzenter. Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe ist vorteilhaft der Exzenter in einem Exzenterraum angeordnet, in dem das Schmiermittel zurückgehalten ist. Dabei ist insbesondere vorzugsweise die Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe so ausgebildet, dass das Schmiermittel in dem

Exzenterraum von dem Exzenter zu bewegen ist. Wie bereits erwähnt, wird mittels des Exzenters eine rotatorische Bewegung in eine translatorische

Bewegung des Kolbens umgesetzt. Der Exzenter läuft mit einer Welle um, wobei der Schwerpunkt des Exzenters außerhalb der Drehachse dieser Welle liegt. Um den Exzenter herum ist der Exzenterraum ausgebildet, der den Exzenter umschließt. Mit der Rotation des Exzenters wird auf diese Weise vorteilhaft das erfindungsgemäße, trockene und zugleich schüttfähige Schmiermittel umgewälzt. Der Exzenterraum dient also als Vorratsraum und zugleich als Umwälzraum für das Schmiermittel.

Vorzugsweise weist ferner bei der Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe das Schmiermittel eine derartige Festigkeit auf, dass es zwischen dem Kolben und dem Exzenter verformbar ist. Als Festigkeit bezeichnet man die Eigenschaft eines Stoffes, in diesem Fall des Schmiermittels, sich unter einer Krafteinwirkung zu verformen. Die Festigkeit ist vorteilhaft also so, dass beim Bewegung von Exzenter und Kolben zwischen dem Kolben und dem Exzenter das Schmiermittel zerdrückt bzw. gequetscht wird. Die einzelnen Partikel des erfindungsgemäßen Schmiermittels werden dadurch flach gedrückt und vergrößern ihre flächige Erstreckung. Die derart vergrößerte flächige Erstreckung der einzelnen Partikel des Schmiermittels vergrößert insgesamt die Oberfläche der Schmierschicht zwischen Kolben und Exzenter. Bei einer Vielzahl Partikel wirkt dabei jedes einzelne Partikel als„fladenförmiges" Plättchen. Diese Plättchen liegen insbesondere nebeneinander und bilden derart eine Schmierschicht, mittels der der Kolben von dem Exzenter beabstandet ist. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ferner bei der Fahrzeugbremsanlagen-

Kolbenpumpe das Schmiermittel so ausgebildet, dass das Schmiermittel aus einer Vielzahl Partikel gebildet ist, die je Kugelform aufweisen. Die kugelige Form der einzelnen Partikel ermöglicht ein besonders leicht strömendes, vorteilhaftes Bewegen des Schmiermittels innerhalb des Exzenterraums mittels des Exzenters. Die einzelnen kugelförmigen Partikel rollen beim Bewegen der Partikel aneinander ab.

Vorteilhaft ist alternativ bei der Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe das Schmiermittel so ausgebildet, dass das Schmiermittel aus einer Vielzahl Partikel gebildet ist, die je Linsenform aufweisen. Eine Linsenform stellt eine verformte Kugel dar, bei der zwei gegenüberliegende Seiten der Kugel abgeflacht sind. In der Optik wird diese Linsenform auch als bikonvexe Linse bezeichnet. Die Linsenform hat vorliegend den Vorteil, dass die zugehörigen Partikel aufgrund der abgeflachten Form leichter zwischen den Exzenter und den Kolben rutschen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass ein linsenförmiges Partikel sich mit den abgeflachten Seiten zwischen dem Kolben und dem Exzenter anordnet. Vorteilhaft wird die so angeordnete Linse von dem Kolben und dem Zylinder weiter zu einer Scheibe bzw. einem Fladen verformt.

Vorzugsweise ist ferner bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen- Kolbenpumpe das Schmiermittel aus Polytetrafluorethylen hergestellt.

Polytetrafluorethylen, auch als PTFE bekannt, ist vorliegend vorteilhaft als trockenes Schmiermittel geeignet, da PTFE einen sehr geringen dynamischen Reibungskoeffizienten von 0,07 (in Worten: null Komma null sieben) aufweist.

Der Reibungskoeffizient ist nach Siebel/Kehl Spurzapfenprinzip mit V=0,65 m/s (in Worten: null Komma fünfundsechzig Meter pro Sekunde) und p=1 MPa in Worten: ein Megapascal) ermittelt. Vergleichend kann man sagen, dass PTFE ähnlich gut wie nasses Eis gleitet. Ein weiterer Vorteil von PTFE ist, dass die Haftreibung genauso groß ist wie die Gleitreibung. Ein Übergang von einem

Stillstand zu einer Bewegung findet nahezu ohne Anlaufruck statt. Vorteilhaft ist ferner das mit PTFE gebildete Schmiermittel mit Zusatzstoffen, wie insbesondere Graphit, versehen. Ferner weist vorzugsweise das erfindungsgemäße Schmiermittel eine Shore-

Härte D zwischen 50 und 80 (in Worten: zwischen fünfzig und achtzig), insbesondere zwischen 55 und 70 (in Worten: zwischen fünfundfünfzig und siebzig) auf. Um die Shore-Härte D zu messen, wird mittels eines

federbelasteten Stahlstiftes die Eindringtiefe in das Material und somit die Härte des Materials bestimmt. Die hier angegebenen Werte beziehen sich auf eine Messung nach DIN 53 505. Der Vorteil des derartigen, erfindungsgemäßen Schmiermittels liegt darin, dass das Schmiermittel formstabil bei der Lagerung ist. Zugleich lässt sich der derartige Schmierstoff zwischen dem Kolben und dem Exzenter vorteilhaft verformen bzw. quetschen.

Das erfindungsgemäße Schmiermittel ist also vorteilhaft als ein schüttfähiger Trockenstoff ausgebildet. Das Schmiermittel besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl Partikel, die je Kugelform oder Linsenform aufweisen. Vorteilhaft ist das Schmiermittel aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt. Alternativ ist das Schmiermittel aus Molybdän(IV)-sulfid oder aus Perfluoralkoxy-Polymer (PFA) hergestellt. Weitere vorteilhafte Materialien sind Polyetheretherketon (PEEK) oder eine Sonderform des Polyethylen dem ultrahochmolekularen high density Polyethylen (PE-UHMW). Der erfindungsgemäße Schmierstoff ist vorteilhaft auch als eine Gemisch unterschiedlicher Schmierstoffe ausgebildet.

Die Erfindung ist entsprechend ferner auf eine Verwendung eines derartigen, erfindungsgemäßen Schmiermittels bei einer Fahrzeugbremsanlagen- Kolbenpumpe gerichtet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt einer Fahrzeugbremsanlagen- Kolbenpumpe als Stand der Technik,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen

Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe,

Fig. 3 eine Detailansicht einer ersten Variante gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Detailansicht einer zweiten Variante gemäß Fig. 2,

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe 10, die zum Erzeugen von hydraulischem Druck an Radbremsen eines Fahrzeugs dient. Der Druck wird mittels der Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe 10 erzeugt, indem ein Kolben 12 sich in einen Druckraum 14 hineinbewegt und dabei eine

Flüssigkeit 16 relativ zur Umgebung unter Überdruck setzt. Die Bewegung des Kolbens 12 wird mittels eines Exzenters 18 erzeugt, der in einem Exzenterraum 20 umläuft. Der Exzenter 18 ist dabei an einer drehbaren Exzenterwelle 22 ortsfest angekoppelt. Der Exzenter 18 wandelt so die

Drehbewegung der Exzenterwelle 22 in eine translatorische Bewegung des Kolbens 12 um.

Der Exzenter 18 ist außermittig auf der Exzenterwelle 22 gelagert, was bedeutet, dass sein Schwerepunkt 24 außerhalb der Achse 26 der Exzenterwelle 22 liegt. Bei dieser Anordnung ist innerhalb des Exzenterraums 20 zwischen dem

Exzenter 18 und einer Innenwand 28 des Exzenterraums 20 ein Hohlraum 30 ausgebildet. Dieser Hohlraum 30 ändert während der Bewegung des Exzenters 18 an der Exzenterwelle 22 seine Form.

Während der Bewegung des Exzenters 18 reibt dieser an der ihm zugewandten Stirnseite des Kolben 12. Es besteht zwischen dem Kolben 12 und dem Exzenter 18 eine Reibfläche 32. Um an dieser Reibfläche 32 eine Reibung zu minimieren, ist an der Reibfläche 32 ein zähflüssiges Schmiermittel 34 vorgesehen.

Gemäß Fig. 1 ist das Schmiermittel 34 in herkömmlicher Weise als Schmierfett ausgebildet. Das derartige Schmierfett schmiert bei einer Bewegung des

Exzenters 18 die Reibfläche 32 zwischen dem Kolben 12 und dem Exzenter 18 und verringert so die Reibung an der Reibfläche 32.

In Fig. 2 bis 4 ist eine konstruktiv gleichartige Fahrzeugbremsanlagen- Kolbenpumpe 10 veranschaulicht, bei der in erfindungsgemäßer Weise das Schmiermittel 32 als ein schüttfähiger Trockenstoff 36 ausgebildet ist. Der Trockenstoff 36 umfasst eine Vielzahl Partikel 38, die gemäß Fig. 2 und 3 jeweils Kugelform aufweisen. Fig. 4 zeigt den Trockenstoff 36 in einer Ausführungsform, bei der die Partikel 38 jeweils Linsenform aufweisen.

Gemäß Fig. 2 bis 4 ist der Trockenstoff 36 innerhalb des Exzenterraums 20 gelagert. Der Trockenstoff 36 wird während der Bewegung des Exzenters 18 zu der Reibfläche 32 hin und dort zwischen den Kolben 12 und den Exzenter 18 gefördert. Die einzelnen Partikel 38 des Trockenstoffs 36 werden dabei zwischen dem Kolben 12 und dem Exzenter 18 zusammengedrückt.

Beim Zusammendrücken der einzelnen Partikel 38 werden diese abgeflacht und ihre Oberfläche vergrößert sich. Die Partikel 38 werden„fladenförmig". Die derartigen Partikel 38 legen sich dann zwischen den Kolben 12 und den Exzenter

18 und verringern an der Reibfläche 32 dauerhaft die Reibung.

Claims

Ansprüche

1. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe (10), bei der ein Kolben (12) mittels eines Exzenters (18) hin und her bewegbar ist, zwischen dem Kolben (12) und dem Exzenter (18) eine Reibfläche (32) ausgebildet ist und an der

Reibfläche (32) ein Schmiermittel (34) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) als ein schüttfähiger Trockenstoff (36) ausgebildet ist.

2. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (18) in einem Exzenterraum (20) angeordnet ist, in dem das Schmiermittel (34) zurückgehalten ist.

3. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) in dem Exzenterraum (20) von dem Exzenter (18) zu bewegen ist.

4. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis

3,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) eine derartige Festigkeit aufweist, dass es zwischen dem Kolben (12) und dem Exzenter (18) verformbar ist.

5. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) aus einer Vielzahl Partikel (38) gebildet ist, die je Kugelform aufweisen.

6. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis

5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) aus einer Vielzahl Partikel (38) gebildet ist, die je Linsenform aufweisen.

7. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) aus Polytetrafluorethylen hergestellt ist.

8. Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) eine Shore-Härte D zwischen 50 und 80, insbesondere zwischen 55 und 70 aufweist.

9. Schmiermittel (34) für eine Pumpe,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (34) als ein schüttfähiger

Trockenstoff (36) ausgebildet ist.

10. Verwenden eines Schmiermittels (34) nach Anspruch 9 in einem Exzenterraum (20) einer Fahrzeugbremsanlagen-Kolbenpumpe (10).