DE102012219820A1

DE102012219820A1 - Zylinder für eine Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einer solchen Kolbenpumpe und Verfahren zum Zusammenbau der Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE102012219820A1
Application number: DE201210219820
Authority: DE
Inventors: Andreas Weh; Oliver Gaertner; Marcus Biehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-04-30
Also published as: CN103786706B; CN103786706A; KR20140056049A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinder (1) einer Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Zur Vereinfachung eines Zusammenbaus schlägt die Erfindung vor, ein Auslassventil (9) der Kolbenpumpe als Baugruppe auszubilden, die wie ein Einzelteil handhabbar ist, und das Auslassventil (9) nach seinem Zusammenbau am Zylinder (1) der Kolbenpumpe zu befestigen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder für eine Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einer solchen Kolbenpumpe und ein Verfahren zum Zusammenbau der Kolbenpumpe mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 8 und 9. Kolbenpumpen werden in schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus Radbremszylindern zurück in einen Hauptbremszylinder zum Absenken eines Radbremsdrucks und zu einem Bremsdruckaufbau während einer Schlupfregelung und in Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlagen zum Aufbau eines Bremsdrucks verwendet. In schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen werden solche Kolbenpumpen auch als Rückförderpumpen bezeichnet.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 10 2010 040 819 A1 offenbart eine Kolbenpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem rohrförmigen Zylinder, der auch als Laufbuchse aufgefasst werden kann, in dem ein Kolben axial verschieblich aufgenommen ist. Ein Einlass erfolgt durch den Kolben, an dessen im Zylinder befindlichen Ende ein Einlassventil angebracht ist. Ein Auslassventil der bekannten Kolbenpumpe ist außen an einem Boden des Zylinders angebracht. Beide Ventile der bekannten Kolbenpumpen sind Rückschlagventile in Bauform federbeaufschlagter Kugelventile. Die Ventile können allgemein als Steuerventile bezeichnet werden, die eine Durchströmung bzw. eine Durchströmungsrichtung der Kolbenpumpe steuern. Das Auslassventil der bekannten Kolbenpumpe weist ein Ventilgehäuse auf, in dem eine Ventilschließfeder und eine Kugel als Steuerkörper aufgenommen sind. Die Ventilschließfeder drückt den Steuerkörper gegen einen hohlkegelstumpfförmigen Ventilsitz, der an einer Mündung eines axialen Durchgangslochs durch einen Boden des Zylinders ausgebildet ist. Der Steuerkörper und die Ventilschließfeder sind nur und erst dann im Ventilgehäuse gehalten, wenn das Ventilgehäuse am Zylinder der Kolbenpumpe befestigt ist, was einen Zusammenbau der Kolbenpumpe erschwert.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Zylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein Steuerventil zur Steuerung einer Durchströmung einer Kolbenpumpe auf, das an ihm befestigt ist. Das Steuerventil ist als Baugruppe ausgebildet, es umfasst alle Teile des Steuerventils, insbesondere einen Steuerkörper und, sofern vorhanden, eine Ventilschließfeder, und hält diese Teile zusammen. Durch die Ausbildung des Steuerventils als Baugruppe lässt sich das Steuerventil nach seinem Zusammenbau wie ein Einzelteil handhaben, was seine Handhabung, die Befestigung am Zylinder und den Zusammenbau der Kolbenpumpe vereinfacht. Ein Ventilsitz des Steuerventils kann außerhalb des Steuerventils beispielsweise am Zylinder ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst das als Baugruppe ausgebildete Steuerventil auch den Ventilsitz. Auch der Zusammenbau des Steuerventils vereinfacht sich durch seine Ausbildung als Baugruppe im Vergleich mit einem Zusammenbau der Einzelteile des Steuerventils beim Anbringen des Steuerventils am Zylinder einer Kolbenpumpe.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Anspruch 3 sieht vor, dass der Zylinder und das Steuerventil eine abdichtende Verbindung aufweisen. Die Verbindung kann beispielsweise einen Presssitz oder eine Schraubverbindung aufweisen. Mit abdichtender Verbindung ist gemeint, dass mit der Befestigung des Steuerventils am Zylinder zugleich auch das Steuerventil am Zylinder abgedichtet wird, ohne dass separate Dichtmittel wie beispielsweise ein Dichtring oder eine Dichtmasse notwendig wären. Eine solche abdichtende Verbindung ist beispielsweise mit einem Presssitz oder bei einer Schraubverbindung durch eine konische Anlagefläche und eine kongruente Gegenfläche oder einen Radialflansch, der sich beim Einschrauben dichtend an eine Gegenfläche anlegt, möglich.
Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, ist das Steuerventil ein Rückschlagventil (Anspruch 4). Denkbar ist beispielsweise auch ein beispielsweise mechanisch-, elektromechanisch-, pneumatisch- oder hydraulisch gesteuertes Ventil, wobei Rückschlagventil auch als hydraulisch gesteuert aufgefasst werden kann.
Anspruch 5 sieht vor, dass das am Zylinder befestigte Steuerventil ein Auslassventil der Kolbenpumpe ist. Möglich ist auch, dass es das Einlassventil ist, in diesem Fall wäre die Kolbenpumpe umgekehrt durchströmt.
Gegenstand des Anspruchs 6 ist ein Teller- oder Kolbenventil als Steuerventil, d. h. ein Steuerventil, dessen Steuerkörper tellerförmig oder ein Kolben ist. Dabei kann ein Teller als niedriger Kolben aufgefasst werden. Das Ventil weist einen Ein- oder Auslass beispielsweise am Umfang des Steuerkörpers auf, der beim Öffnen des Ventils freigegeben wird. Ein Querschnitt einer beim Öffnen des Ventils vom Steuerkörper freigegebenen Querschnittsfläche des Ein- oder Auslasses ist abhängig vom Hub, d. h. vom Abstand des Steuerkörpers von einem Ventilsitz. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ändert sich ein Strömungswiderstand des Steuerventils abhängig vom Hub des Steuerkörpers, das Steuerventil wirkt beim Öffnen als Drossel mit steuerbarem Strömungswiderstand. Dadurch werden Druckpulsationen beim Öffnen und Schließen des Steuerventils verringert.
Anspruch 8 ist auf eine Verwendung des vorbeschriebenen Zylinders mit an ihm befestigtem Steuerventil für eine Kolbenpumpe in einer hydraulischen, schlupfgeregelten und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage gerichtet.
Gegenstand des Anspruchs 9 ist ein Zusammenbau einer Kolbenpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem erfindungsgemäßen Zylinder, an dem ein Steuerventil der vorbeschriebenen Art befestigt wird. Erfindungsgemäß wird das Steuerventil als Baugruppe zusammengebaut und danach am Zylinder befestigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Achsschnitt einer Kolbenpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Zylinder gemäß der Erfindung;
2 einen Querschnitt durch ein Steuerventil der Kolbenpumpe entlang Linie II-II in 1; und
3 einen Achsschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Steuerventils für die Kolbenpumpe aus 1 gemäß der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zylinder 1 einer Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Der Zylinder 1 ist rohrförmig, er kann auch als Laufbuchse aufgefasst werden. Im Zylinder 1 ist ein Kolben 2 der Kolbenpumpe axial beweglich aufgenommen. Der Kolben 2 steht aus dem Zylinder 1 vor und ist an seinem aus dem Zylinder 1 vorstehenden Ende zu einem axial hin- und hergehenden Hubantrieb mittels eines nicht dargestellten Exzenters vorgesehen. An einem im Zylinder 1 befindlichen Stirnende des Kolbens 2 ist ein Einlassventil 3 in Bauform eines Kugelventils an einer Mündung eines axialen Sacklochs 4 im Kolben 2 angeordnet. Das Einlassventil 3 ist ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil, das in einem Ventilkäfig 5 untergebracht ist. Der Ventilkäfig 5 wird von einer Kolbenrückstellfeder 6 an der im Zylinder 1 befindlichen Stirnseite des Kolbens 2 gehalten. Die Kolbenrückstellfeder 6 ist im Zylinder 1 zwischen dem Kolben 2 und einem Boden 7 des Zylinders 1 angeordnet, sie stützt sich am Boden 7 des Zylinders 1 ab und beaufschlagt den Kolben 2 mit seinem aus dem Zylinder 1 vorstehenden Ende gegen den nicht dargestellten Exzenter zu seinem Hubantrieb. Ein Einlass von Bremsflüssigkeit oder allgemein von Fluid erfolgt durch einander kreuzende Querbohrungen 8 und das axiale Sackloch 4 im Kolben 2, das die Querbohrungen 8 ebenfalls kreuzen.
Der Zylinder 1 weist ein offenes Ende, aus dem der Kolben 2 vorsteht, und ein geschlossenes Ende mit dem Boden 7, der einstückig mit dem Zylinder 1 ist, auf. Der Boden 7 weist ein axiales Durchgangsloch auf, in dem ein Auslassventil 9 der Kolbenpumpe befestigt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Auslassventil 9 ebenfalls ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil in Bauform eines Kugelventils. Das bedeutet, ein Steuerkörper 10 ist eine Kugel. Das Auslassventil 9 weist ein rohrförmiges Gehäuse 11 auf, in dem die den Steuerkörper 10 bildende Kugel und eine Schraubendruckfeder als Ventilschließfeder 12 aufgenommen sind. Die Ventilschließfeder 12 stützt sich an einer Lochscheibe 13 ab und drückt den Steuerkörper 10 gegen einen konischen Ventilsitz 14, mit dem sich das Ventilgehäuse 11 innen in Richtung des Zylinders 1 verjüngt. Die Lochscheibe 13 ist mit einem Sprengring 15 im Ventilgehäuse 11 gehalten, der in eine Nut an einer zylinderabgewandten Mündung des Ventilgehäuses 11 eingesetzt ist.
Außen weist das Ventilgehäuse 11 einen Flansch 16 auf, der außen am Boden 7 des Zylinders 1 anliegt. Das Ventilgehäuse 11 steht durch das Mittelloch im Boden 7 ein kurzes Stück in den Zylinder 1 vor. Ein größerer Teil des Ventilgehäuses 11 steht nach außen vom Boden 7 des Zylinders 1 ab. Das Ventilgehäuse 11 ist in das Mittelloch im Boden 7 des Zylinders 1 eingepresst, eine Presspassung und die Anlage des Flanschs 16 des Ventilgehäuses 11 am Boden 7 des Zylinders 1 bilden eine abdichtende Verbindung, die das Auslassventil 9 am Zylinder 1 befestigt und zugleich das Ventilgehäuse 11 am Zylinder 1 abdichtet. Als alternative abdichtende Verbindung des Auslassventils 9 mit dem Zylinder 1 der Kolbenpumpe ist beispielsweise auch eine Schraubverbindung mit einem Außengewinde am Ventilgehäuse 11 und einem Innengewinde im Mittelloch im Boden 7 des Zylinders 1 denkbar, in das das Ventilgehäuse 11 eingeschraubt ist (nicht dargestellt). Die Abdichtung erfolgt in diesem Fall durch die Anlage des Flanschs 16 des Ventilgehäuses 11 an der Außenseite des Bodens 7 des Zylinders 1.
Das Auslassventil 9 ist erfindungsgemäß als Baugruppe ausgebildet, alle seine Einzelteile, insbesondere das Ventilgehäuse 11 mit dem Ventilsitz 14, der Steuerkörper 10 und die Ventilschließfeder 12, sind in dem Ventilgehäuse 11 zusammengefasst und zusammengehalten, so dass sich das Auslassventil 9 wie ein Einzelteil handhaben lässt. Die Einzelteile des Auslassventils 9 werden zu der das Auslassventil 9 bildenden Baugruppe zusammengebaut und danach wird das Auslassventil 9 am Zylinder 1 der Kolbenpumpe befestigt. Der Zusammenbau ist dadurch vereinfacht.
Die Bauform eines Kugelventils als Auslassventil 9 ist nicht zwingend für die Erfindung, das Auslassventil 9 kann auch einen anderen Steuerkörper als eine Kugel aufweisen und es kann federlos sein. Auch ist ein Rückschlagventil zwar bevorzugt für die Erfindung, allerdings nicht zwingend. Denkbar ist auch ein – beispielsweise mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch – gesteuertes Ventil, wobei das Rückschlagventil auch als hydraulisch gesteuertes Ventil aufgefasst werden kann. Ebenfalls bevorzugt, jedoch nicht zwingend ist das am Zylinder 1 befestigte Ventil ein Auslassventil der Kolbenpumpe. Denkbar ist auch das am Zylinder 1 befestigte Ventil als Einlassventil vorzusehen (nicht dargestellt) bei Umkehrung einer Förderrichtung der Kolbenpumpe. Das Einlassventil 3 und das Auslassventil 9 können deswegen verallgemeinernd auch als Steuerventile der Kolbenpumpe aufgefasst werden, die eine Durchströmungsrichtung der Kolbenpumpe steuern.
Wie im Querschnitt in 2 zu sehen ist, weist das Ventilgehäuse 11 innen achsparallele Nuten 17 und Stege 18 auf. Die Stege 18 führen den Steuerkörper 10 axial, die Nuten 17 bilden Bypässe zur Umströmung des Steuerkörpers 10, wenn dieser bei geöffnetem Auslassventil 9 vom Ventilsitz 14 abgehoben ist.
3 zeigt ein alternatives Auslassventil 9, welches wie das Auslassventil 9 in 1 am Zylinder 1 der Kolbenpumpe befestigt ist bzw. wird. Anstelle einer Kugel weist das in 3 gezeigte Auslassventil 9 einen Kolben 19 als Steuerkörper auf, der von einer Ventilschließfeder 12 gegen einen Ventilsitz 14 beaufschlagt wird. Das Auslassventil 9 ist also ein Kolbenventil. Auch dieses Auslassventil 9 ist als Baugruppe ausgebildet und in einem Ventilgehäuse 11 untergebracht und zusammengefasst, so dass es nach seinem Zusammenbau wie ein Einzelteil handhabbar ist. In einer Umfangswand weist das Auslassventil 9 eine Öffnung 20 auf, die bei geschlossenem Auslassventil 9 vom Kolben 19 verdeckt ist und beim Öffnen mit zunehmendem Hub, d. h. mit zunehmender Entfernung des Kolbens 19 vom Ventilsitz 14, freigegeben wird. Eine Größe einer beim Öffnen vom Kolben 19 freigegebenen Durchtrittsfläche der Öffnung 20 ist abhängig vom Hub des Kolbens 19, d. h. vom Abstand des Kolbens 19 vom Ventilsitz 14. Die hubabhängige Durchtrittsfläche des Auslassventils 9 wirkt bei teilweise geöffnetem Auslassventil 9 als Drossel und verringert Druckstöße beim Öffnen und beim Schließen des Auslassventils 9. Die Öffnung 20 bildet einen Auslass der Kolbenpumpe, bei einer nicht dargestellten Ausbildung des Ventils als Einlassventil würde die Öffnung 20 einen Einlass der Kolbenpumpe bilden. Die Nuten und Stege an der Innenseite des Ventilgehäuses 11 entfallen in 3.
Im Übrigen ist das in 3 gezeichnete Auslassventil 9 gleich ausgebildet wie das Auslassventil 9 in 1, funktioniert in gleicher Weise und ist zur gleichen Verwendung vorgesehen. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden zur Erläuterung der 3 ergänzend die Erläuterungen der 1 in Bezug genommen.
Die Kolbenpumpe ist wie gesagt für eine nicht dargestellte hydraulische schlupfgeregelte und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen, wo sie zu Schlupfregelungen wie Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelungen und/oder in hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlagen zu einer Bremsdruckerzeugung dient. In Schlupfregelungen werden solche Kolbenpumpen, wenn auch nicht in jedem Fall zutreffend, auch als Rückförderpumpen bezeichnet. Für die genannten Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich. Fahrdynamikregelungen werden umgangssprachlich auch als „Schleuderschutzregelungen” bezeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010040819 A1 [0002]

Claims

Zylinder für eine Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit einem Steuerventil (9) zur Steuerung einer Durchströmung der Kolbenpumpe, das an dem Zylinder (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) als Baugruppe ausgebildet ist, die alle Teile (10, 11, 12, 19) des Steuerventils (9) umfasst und zusammenhält, so dass es wie ein Einzelteil handhabbar ist.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) einen Boden (7) mit einem Durchgangsloch aufweist, an dem das Steuerventil (9) befestigt ist.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) und das Steuerventil (9) eine abdichtende Verbindung aufweisen.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) ein Rückschlagventil ist.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) ein Auslassventil der Kolbenpumpe ist.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) ein Teller- oder Kolbenventil ist und einen seitlichen Ein- oder Auslass (20) aufweist, von dem ein Steuerkörper (19) beim Öffnen eine hubabhängige Durchtrittsfläche freigibt.
Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) einen Steuerkörper (10) und den Steuerkörper (10) umgebende Stege (18) und Nuten (17) aufweist, wobei die Stege (18) den Steuerkörper (10) bei einem Ventilhub führen und die Nuten (17) Bypässe zum Umströmen des Steuerkörpers (10) bei offenem Steuerventil (9) bilden.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einer Kolbenpumpe, die einen Zylinder (1) und ein Steuerventil (9) zur Steuerung einer Durchströmung der Kolbenpumpe aufweist, das an dem Zylinder (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) als Baugruppe ausgebildet ist, die alle Teile des Steuerventils (9) umfasst und zusammenhält, so dass das Steuerventil (9) sie wie ein Einzelteil handhabbar ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, wobei die Kolbenpumpe einen Zylinder (1) und ein Steuerventil (9) zur Steuerung einer Durchströmung der Kolbenpumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) zu einer Baugruppe zusammengebaut und danach am Zylinder (1) befestigt wird.