WO2000006905A1

WO2000006905A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: WO2000006905A1
Application number: PCT/DE1999/000810
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Schuller; Erika Mank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2001-01-28
Also published as: DE19833840A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (10) für eine hydraulische, insbesondere schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage. Als Einlassventil (44) schlägt die Erfindung einen einstückig an einem Kolben (16) angebrachten Zapfen (46) vor, in dem radial eine Ventilbohrung (48) angebracht ist, deren äussere Mündung einen Ventilsitz (50) bildet, wobei der Ventilsitz (50) von einem teilkreisförmig aus einem Metallblech gebogenen Ventilschliesskörper (56) überdeckt ist. Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Einlassventil (44) der Kolbenpumpe (10) einfach und preisgünstig herstellbar ist sowie wenig Bauraum beansprucht und einen kleinen Schadraum aufweist.

Description

Beschreibung

Kolbenpumpe

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Kolbenpumpen sind an sich bekannt. Beispielhaft wird verwiesen auf eine in der DE 41 07 979 A1 offenbarte Kolbenpumpe, die zur Rückförderung von Bremsfluid aus Radbremszylindern bei einer Schlupfregelung oder zum Bremsdruckaufbau in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist. Die bekannte Kolbenpumpe weist einen Kolben auf, der mittels eines Exzenter- elements zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbar ist. Der Kolben der bekannten Kolbenpumpe ist in einer Laufbuchse axial verschieblich geführt, die in eine Pumpenbohrung in einem Pumpengehäuse eingesetzt ist. Auch ist es möglich, den Kolben unter Weglassung der Laufbuchse unmittelbar in der Pumpenbohrung zu führen. Zur Steuerung einer Durchströmrichtung von gefördertem Fluid durch die Kolbenpumpe weist die bekannte Kolbenpumpe ein Ein- und ein Auslaßventil auf, die beide als federbelastete Rückschlagventile ausgebildet sind.

Das Einlaßventil ist an einem in der Pumpenbohrung befindlichen Stirnende des Kolbens angeordnet, das Auslaßventil befindet sich an einer Außenseite eines Laufbuchsenbodens. Die beiden Rückschlagventile der bekannten Kolbenpumpe weisen eine Ventilkugel als Ventilschließkörper auf, die von Ventilfederelementen, beim Einlaßventil von einer Schraubendruckfeder und beim Auslaßventil von Federzungen einer Blechkappe, gegen einen Ventilsitz gedrückt werden. Diese Rückschlagventile benötigen eine Abstützung für ihre Ventilfederelemente, des weiteren ist insbesondere bei einer Schraubendruckfeder als Ventilfederelement an eine Axialführung des Ventilschließkörpers und der Schraubendruckfeder zu denken, um ein seitlichen Ausweichen dieser beiden Teile bei vom Ventilsitz abgehobenem Ventilschließkörper zu verhindern.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist das Rückschlagventil einen bandförmigen Ventilschließkörper auf. Der Ventilschließkörper ist aus einem federelastischen Material, also beispielsweise aus einem Metallblech hergestellt und bildet in einem Stück mit dem

Ventilschließkörper zugleich auch ein Ventilfederelement. Der bandförmige Ventilschließkörper ist so fixiert, daß er einen Ventilsitz überdeckt und durch einen Überdruck auf einer Zuströmseite des Rückschlagventils gegenüber einer Abströmseite vom Ventilsitz abhebbar ist, so daß das Rückschlagventil in einer vorgesehenen Durchströmrichtung von Fluid durchströmt wird. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat den Vorteil, daß ihr Rückschlagventil einen kleinen Bauraum hat, wodurch sich insbesondere die Länge der Kolbenpumpe verkürzen läßt. Weiterer Vorteil ist ein kleiner Schadraum, was den Wirkungsgrad der Kolbenpumpe verbessert. Zusätzlicher Vorteil ist, daß das Rückschlagventil nur ein bewegliches Teil aufweist, und daß das bewegliche Teil, nämlich der Ventilschließkörper, sich selbst führt, so daß eine separate Führung des Ventilschließkörpers und/oder des Ventilfederelements entbehrlich ist. Auch der Montageaufwand des Rückschlagventils ist gering, das Rückschlagventil ist kostengünstig herstellbar.

Der bandförmige, aus federelastischem Material bestehende Ventilschließkörper des Rückschlagventils der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe kann unter Vorspannung am Ventilsitz anliegen. Ebenfalls kann der Ventilschließkörper lediglich lose auf dem Ventilsitz aufliegen, so daß bereits ein geringer Überdruck zum Öffnen des Rückschlagventils genügt. Auch ist es denkbar, den bandförmigen Ventilschließkörper so auszubilden und anzuordnen, daß er in unverformten Grundzustand Abstand vom Ventilsitz aufweist, das Rückschlagventil in einer Grundstellung also geöffnet ist und durch einen Überdruck auf der Abströmseite gegenüber der Zuströmseite geschlossen wird.

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

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 weist die Kolbenpumpe ein prismatisches Ventilsitzteil auf, an dem der Ventilsitz ausgebildet ist. Das Ventilsitzteil kann einstückig mit einem anderen Teil der Kolbenpumpe sein und beispielsweise die Form eines runden oder mehrkantigen Zapfens haben. Der Ventilsitz ist an einer Seiten- oder Umfangsfläche des Ventilsitzteiis angeordnet, die vollständig oder teilweise vom bandförmigen Ventilschließkörper umgriffen wird. Der bandförmige Ventilschließkörper ist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung einer Umrißlinie des Ventilsitzteils folgend rund oder mehrkantig rohrartig gebogen und dadurch raumsparend ausgebildet, es ergibt sich ein kompaktes und wenig Bauraum beanspruchendes Rückschlagventil. Auch die Anbringung des bandförmigen Ventilschließkörpers am Ventilsitzteil ist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung einfach, da der Ventilschiießkörper lediglich auf das Ventilsitzteil aufgesetzt werden muß, wo er nach Art einer Schnappverbindung oder eines Rings hält, ohne daß eine separate Befestigung notwendig ist.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das Ventilsitzteil am Kolben der Kolbenpumpe angeordnet und insbesondere einstückig mit dem Kolben (Anspruch 4). Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, daß außer dem Kolben lediglich ein Teil, nämlich der bandförmige Ventilschiießkörper zur Herstellung des Rückschlagventils erforderlich ist, was den Montageaufwand auf ein Minimum reduziert und die Herstellungskosten verringert.

Gemäß Anspruch 5 ist es vorgesehen, daß der Ventilsitz als erhabene, umlaufende Ventilsitzleiste ausgebildet ist, an der der Ventilschiießkörper bei geschlossenem Rückschlagventil dichtend anliegt. Die Ventilsitzleiste kann beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt, d. h. eine Dichtkante aufweisen, an der der Ventilschiießkörper bei geschlossenem Rückschlagventil dichtend anliegt. Diese Ausbildung des Ventilsitzes ergibt eine gute Dichtwirkung.

Zur Erhöhung des Durchströmquerschnittes ist es gemäß Anspruch 6 vorgesehen, daß das Rückschlagventil mehrere Ventilsitze aufweist, die gemeinsam vom Ventilschiießkörper überdeckt sind. Es ergibt sich ein insgesamt größerer Durchströmquerschnitt des Rückschlagventils.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere als Pumpe in einer Bremsanlage eines Fahrzeugs vorgesehen und wird beim Steuern des Drucks in Rad- bremszylindem 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 elektro- hydraulischen 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, bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Achsschnitt einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe; und

Figur 2 einen Querschnitt entlang Linie ll-ll in Figur 1 in größerer Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist in einem Hydraulikblock 12 einer im übrigen nicht dargestellten, schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage untergebracht. In den Hydraulikblock 12, von dem der klaren Darstellung wegen lediglich ein die Kolbenpumpe 10 umgebendes Bruchstück dargestellt ist, sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte, hydraulische Bauelemente wie Magnetventile, Hydrospeicher und Dämpferkammern eingesetzt und hydraulisch miteinander und mit der Kolbenpumpe 10 verschaltet. Der Hydraulikblock 12 ist über eine Hauptbremsleitung an einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder angeschlossen, an den Hydraulikblock 12 sind über Radbremsleitungen nicht dargestellte Radbremszylinder angeschlossen.

Der Hydraulikblock 12 bildet ein Pumpengehäuse 12 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 und wird nachfolgend als solches bezeichnet. Im Pumpengehäuse 12 ist eine durchgehende Pumpenbohrung 14 angebracht, in der ein Kolben 16 axial verschieblich aufgenommen ist. Der Kolben 16 ist zweistückig aus einem Anlaufstück 18 und einem Ventilstück 20 zusammengesetzt. Das Anlaufstück 18 ist aus Stahl durch Kaltschlagen hergestellt, es steht aus der Pumpenbohrung 14 vor und weist eine gehärtete Stirnfläche auf, die eine Anlauffläche 22 bildet. An seinem anderen Stirnende ist eine zylindrische Ausnehmung 24 koaxial im Anlaufstück 18 angebracht. Im Bereich der Ausnehmung 24 sind Fenster 26 in einer Umfangswandung des Anlaufstücks 18 ausgespart.

Das Anlaufstück 18 ist mit seiner Ausnehmung 24 nach Art einer Passung auf einen Zapfen 28 des Ventilstücks 20 aufgesetzt, wobei eine Preßpassung zwischen der Ausnehmung 24 und dem Zapfen 28 besteht, so daß das Anlaufstück 18 durch Klemmkraft reibschlüssig mit den Ventilstück 20 verbunden ist.

Das Ventilstück 20 ist als Spritzgießteil aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt. Es weist ein koaxiales Sackloch 30 auf, das offen in die zylindrische Ausnehmung 24 des Anlaufstücks 18 mündet und an einem freien Stirnende des Ventilstücks 20 geschlossen endet.

Der Kolben 16 ist mit zwei Dichtringen 32 in der Pumpenbohrung 14 abgedichtet, die in Nuten im Ventilstück 20 und im Anlaufstück 18 eingelegt sind. Des weiteren ist ein Führungsring 34 aus Kunststoff in die Nut im Anlaufstück 18 eingelegt, der den Kolben 16 in axialer Richtung verschieblich in der Pumpenbohrung 14 führt. Da das Ventilstück 20 aus Kunststoff besteht, ist hier kein Führungsring vorgesehen.

In Höhe der Fenster 26 ist ein rohrförmiges Filter 36 aus kleinlöchrigem Lochblech auf das Anlaufstück 18 aufgesetzt, welches in die Kolbenpumpe 10 einströmende Bremsflüssigkeit filtert.

Zum Antrieb des Kolbens 16 zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung ist ein elektromotorisch rotierend antreibbarer Exzenter 38 auf der Seite des Anlaufstücks 18 des Kolbens 16 vorgesehen. Eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kolbenrückstellfeder 40, die auf der Seite des Ventil- Stücks 20 des Kolbens 16 in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt ist und am

Ventilstück 20 eingreift, drückt den Kolben 16 in Richtung des Exzenters 38 und hält dadurch den Kolben 16 mit seiner Anlauffläche 22 in Anlage an einem Umfang des Exzenters 38. Die Kolbenrückstellfeder 40 stützt sich an einem zylindrischen Verschlußstopfen 42 ab, der auf der Seite des Ventilstücks 20 in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt ist.

Als Einlaßventil 44 weist die Kolbenpumpe 10 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Rückschlagventil auf, das am Kolben 16 angeordnet ist. Das Ventilstück 20 weist einen zylindrischen Zapfen auf, der auf einer dem Anlaufstück 18 abgewandten Stirnseite des Ventilstücks 20 angeordnet und mit dem Ventilstück 20 einstückig ist. Der Zapfen ist koaxial zum Kolben 16 angeordnet, er bildet ein Ventilsitzteil 46. Das Sackloch 30 im Ventilstück 20 reicht bis in das Ventilsitzteil 46 hinein. Im Ventilsitzteil 46 sind drei radiale Ventilbohrungen 48 nebeneinander angebracht, die vom Sackloch 30 bis zum Außenumfang des als Zapfen ausgebildeten Ventilsitzteils 46 durchgehen (Figur 2). Äußere Mündungen der Ventilbohrungen 48 bilden Ventilsitze 50 des Einlaßventils 44 der Kolbenpumpe 10. Die äußeren Mündungen der Ventilbohrungen 48 sind von einer zum Umfang des zylindrischen Ventilsitzteils 46 erhabenen Ventilsitzleiste 52 umgeben, die einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wodurch eine Dichtkante ausgebildet ist, welche eine gute Abdichtung des Einlaßventils 44 in geschlossenem Zustand bewirkt.

Das als Zapfen ausgebildete Ventilsitzteil 46 weist eine flache, umlaufende Nut 54 in Höhe der Ventilbohrungen 48 auf, in die ein bandförmiger Ventilschließköper 56 eingelegt ist. Der Ventilschiießkörper 56 besteht aus einem ringförmig in Richtung seiner Dicke gebogenen Blechstreifen, der etwa einen 3/4-Kreis am Umfang des Ventilsitzteils 46 einnimmt. Der Ventilschiießkörper 56 überdeckt mit seinem einen Ende die Ventilsitze 50, er liegt abdichtend auf den Ventilsitzen 50 auf. Ein Überdruck im Sackloch 30 im Ventilstück 20 gegenüber einer Außenseite des

Ventilstücks 20 hebt den Ventilschließköper 56 von den Ventilsitzen 50 ab, so daß das Einlaßventil 44 offen ist und von Bremsflüssigkeit von innen nach außen durchströmt wird.

Der Ventilschiießkörper 56 bildet zugleich ein Ventilfederelement, er drückt aufgrund seiner Federelastizität von selbst auf die Ventilsitze 50, so daß das Einlaßventil 44 in seiner Grundstellung geschlossen ist. Auch hält der Ventilschiießkörper 56 von selbst auf dem zylindrischen Ventilsitzteil 46, da er dieses auf etwa einem 3/4-Kreis umgreift. Zur Verdrehsicherung ist ein die Ventil- bohrungen 48 nicht überdeckendes Ende des bandförmigen Ventilschließkörpers 56 zu einer Nase 58 um 90° nach innen gebogen und greift in eine Ausnehmung im Ventilsitzteil 46 ein.

Ein Pumpeneinlaß der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 erfolgt durch eine Einlaßbohrung 60 die radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 12 angebracht ist und etwa in Höhe der Fenster 26 des Anlaufstücks 18 des Kolbens 16 in die Pumpenbohrung 14 mündet. Aus der Einlaßbohrung 16 in die Pumpenbohrung 14 einströmende Bremsflüssigkeit fließt durch das Filtersieb 36 und die Fenster 26 hindurch in die Ausnehmung 24 des Anlaufstücks 18 und von dort weiter in das Sackloch 30 im Ventilstück 20. Die Ausnehmung 24 und das Sackloch 30 bilden einen an beiden Stirnenden geschlossenen Mittelkanal im Kolben 16. Vom Sackloch 30 strömt die Bremsflüssigkeit weiter in die Ventilbohrungen 48 des Einlaßventils 44.

Ein Pumpenauslaß erfolgt durch eine als Sackloch ausgebildete Mittelbohrung 62 im Verschlußstopfen 42, von der eine Radialbohrung 64 zu einem Ringkanal 66 führt, der den Verschlußstopfen 42 umgebend zwischen diesem und einer Wandung der Pumpenbohrung 14 eingeschlossen ist. Vom Ringkanal 66 geht eine Auslaßbohrung 68 ab, die radial zur Pumpenbohrung 14 im Pumpengehäuse 12 angebracht ist. In der Radialbohrung 64 des Verschlußstopfens 42 ist ein an sich bekanntes, federbelastetes Rückschlagventil als Auslaßventil 70 untergebracht, das in der Zeichnung als Symbol dargestellt ist.

Der Verschlußstopfen 42 ist durch eine umlaufende Verstemmung 72 des

Pumpengehäuses 12 die Pumpenbohrung 14 druckdicht verschließend in dem dem Exzenter 38 abgewandten Ende der Pumpenbohrung 14 befestigt.

Claims

Patentansprüche

1. Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem eine Pumpenbohrung aufweisenden Pumpengehäuse, mit einem Kolben, der axialverschieblich in der Pumpenbohrung aufgenommen und der zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbar ist, und mit einem eine

Durchströmrichtung durch die Kolbenpumpe steuernden Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (44) einen bandförmigen Ventilschiießkörper (56) aufweist, der einen Ventilsitz (50) überdeckt und der aus einem federelastischem Material besteht und zugleich ein Ventilfederelement bildet.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) ein zumindest näherungsweise prismatisches Ventilsitzteil (46) aufweist, an welchem der Ventilsitz (50) an einer Seitenfläche ausgebildet ist, und daß der Ventilschiießkörper (56) das Ventilsitzteil (46) zumindest teilweise umgreift.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Ventilsitzteil (46) einen runden Querschnitt aufweist, daß der Ventilsitz (50) an einem Umfang des Ventilsitzteils (46) angeordnet ist, und daß der Ventilschiießkörper (56) ring- oder teilringförmig ausgebildet ist und das Ventilsitzteil (46) zumindest auf einem Teil des Umfangs umgreift.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilsitzteil (46) am Kolben (16) der Kolbenpumpe (10) angeordnet ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (50) eine erhabene, umlaufende Ventilsitzleiste (52) aufweist, auf der der Ventilschiießkörper (56) bei geschlossenem Rückschlagventil (44) dichtend anliegt.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (44) mehrere Ventilsitze (50) aufweist, die von dem bandförmigen Ventilschiießkörper (56) überdeckt sind.

7. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschiießkörper (56) ein Blechstreifen ist.