DE102016216350A1 - Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe zur Förderung von Druckmittel in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage und elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage - Google Patents
Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe zur Förderung von Druckmittel in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage und elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine (10), insbesondere eine Kolbenpumpe zur Druckmittelförderung in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage. Kolbenmaschinen (10) weisen einen, eine Hubbewegung ausführenden Kolben (18) auf, welcher in einem Zylinder (34) verschiebbar aufgenommen ist und eine Arbeitskammer (20) begrenzt. Dichtelemente (32, 36) sind vorgesehen um den Kolben (18) im Zylinder (34) abzudichten. Es sind Dichtelemente (32, 36) aus Elastomer bekannt bei denen Ruß als Füllstoff eingesetzt ist, um die mechanischen Eigenschaften der Dichtelemente (32, 36) zu verbessern. Die Erfindung schlägt vor, den Füllstoff Ruß zumindest teilweise durch organischen Füllstoff zu ersetzen, um die Verschleißeigenschaften der Dichtelemente (32, 36) zu verbessern.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung geht aus von einer Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe zur Druckmittelförderung in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage, nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie von einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6.
- Eine Kolbenmaschine, insbesondere eine Kolbenpumpe einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage, ist beispielsweise bekannt aus der
DE 197 42 611 A1 . Diese Kolbenpumpe10 ist im Längsschnitt in der einzigen Figur dargestellt. Sie ist in ein Pumpengehäuse12 eingebaut und wird von einem im Pumpengehäuse12 angeordneten und zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Betätigungsmittel14 beaufschlagt. Als Betätigungsmittel14 dient beispielhaft ein Exzenter. Letzterer wirkt entgegen einer rückstellenden Kraft eines Federelements16 auf eine Stirnseite eines Kolbens18 ein und treibt diesen zu einer periodisch hin- und hergehenden Hubbewegung in Axialrichtung der Kolbenpumpe10 an. Der Kolben18 begrenzt im Inneren der Kolbenpumpe10 eine Arbeitskammer20 , welche aufgrund der Hubbewegung des Kolbens18 ihre Volumen stetig ändert. Ein Einlassventil24 steuert einen Druckmittelzulauf zu und ein Auslassventil26 einen Druckmittelablauf aus der Arbeitskammer20 . - Bei diesen Ein- und Auslassventilen
24 ,26 handelt es sich um federbeaufschlagte Rückschlagventile, welche eine Durchströmung der Kolbenpumpe10 in eine Richtung zulassen und die Gegenrichtung dazu sperren. - Aufgrund der Hubbewegung des Kolbens
18 ändert sich der Druck in der Arbeitskammer20 und Druckmittel strömt von einer Niederdruckseite28 der Kolbenpumpe10 zu einer Hochdruckseite30 der Kolbenpumpe10 . - Diese Funktionsweise der Kolbenpumpe
10 setzt eine intakte Abdichtung der Arbeitskammer20 gegenüber ihrer Umgebung voraus. Hierfür ist der Kolben18 mit wenigstens einem ringförmigen Dichtelement32 bestückt, welches der Hubbewegung des Kolbens18 folgt und mit seinem Außenumfang an der Innenwand eines Zylinders34 , in welchem der Kolben18 verschiebbar aufgenommen ist, druckmitteldicht abdichtet. Ein zweites Dichtelement36 ist bei der bekannten Kolbenpumpe10 als Ringdichtung ausgeführt und dichtet die Niederdruckseite28 der Kolbenpumpe10 gegenüber einem Einbauraum38 für das Betätigungsmittel14 ab. Dieses zweite Dichtelement36 ist ortsfest am Zylinder34 verankert und liegt mit seinem Innenumfang an der Umfangseite des Kolbens18 an. Aufgrund der Kolbenbewegung findet hier demnach eine Relativbewegung zwischen dem zweiten Dichtelement36 und dem Kolben18 statt. - Bekannte Dichtelemente
32 ,36 sind aus Elastomer gefertigt, wobei dem Elastomer als Füllstoff Ruß zugesetzt ist, um die mechanischen Eigenschaften der Dichtelemente32 ,36 wie zum Beispiel deren Härte, Dehnung oder Reißfestigkeit zu verbessern. Allerdings hat sich im Laufe des Einsatzes derartiger Dichtelemente32 ,36 in Fahrzeugbremsanlagen gezeigt, dass der Füllstoff Ruß in Form von Partikeln mit einer scharfkantige Außenkontur vorliegt und dass die scharfe Kanten dieser Partikel unter Dauerlastbetrieb der Kolbenmaschine in Fahrzeugbremsanlagen an ihrer Verbindungsstelle zum Elastomer versagen können und damit einen unerwartet hohen Dichtungsverschleiß verursachen können. Weiterhin wurde festgestellt, dass sich schadhafte gewordene Stellen der Dichtelemente32 ,36 im Laufe der weitern Betriebszeit einer Kolbenmaschine über das Dichtelement32 ,36 weiter ausbreiten und letztlich zu Undichtigkeiten der Dichtelemente32 ,36 führen können. Darüber hinaus zeigte sich, dass eine Verteilung der Rußpartikel im Füllstoff eines Dichtelements32 ,36 hinsichtlich Partikelanzahl und/oder Partikelgröße relativ inhomogen ausfallen kann, so dass die mechanischen Stoffeigenschaften eines Dichtelements32 ,36 über dessen Umfangsrichtung betrachtet variieren können. - Vorteile der Erfindung
- Eine Kolbenmaschine nach den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie mit einem Dichtelement
32 ,36 aus Elastomer ausgestattet ist, bei dem anstelle von Ruß zumindest teilweise organischer Füllstoff eingesetzt ist. Vorzugsweise sind organische Füllstoffe Kieselsäuren oder Kreiden; EPDM ist ein bevorzugtes Elastomermaterial (Anspruch 2). - Der Einsatz organischer Füllstoffe in Dichtelementen
32 ,36 von Kolbenmaschinen reduziert zwar die mechanischen Eigenschaften dieser Dichtelemente32 ,36 bewirkt aber dennoch eine Reduzierung des Verschleißes. - Dieser Effekt beruht auf einer deutlich homogeneren, das heißt weniger scharfkantigen Außenkontur der eingesetzten organischen Füllstoffe, einer sich gleichmäßiger einstellenden Verteilung dieser organischen Füllstoffe innerhalb des Dichtelements aus Elastomer und letztlich in einer stabileren Verbindung zwischen organischem Füllstoff und dem Elastomer. Im Ergebnis kann dadurch das oben aufgezeigte Schadensereignis weitgehend vermieden oder zumindest der erläuterte Schadensverlauf eingedämmt werden.
- Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung.
- Ein erfindungsgemäßes Dichtelement
32 ,36 kann organischen Füllstoff in Kombination mit dem Füllstoff Ruß aufweisen. Über eine Beimischung von Ruß zu den organischen Füllstoffen können die mechanischen Eigenschaften des Dichtelements32 ,36 bedarfsgerecht eingestellt und ein Kompromiss zwischen einer Optimierung des Verschleißes sowie der Optimierung der mechanischen Eigenschaften eines Dichtelements32 ,36 aus Elastomer erreicht werden. Eine Kolbenmaschine weist üblicher Weise mehrere Dichtelemente32 ,36 auf, um einerseits die Niederdruckseite28 gegenüber dem Einbauraum38 für das Betätigungsmittel14 und andererseits um die Arbeitskammer20 gegenüber der Niederdruckseite28 abzudichten. In beiden Fällen wirken die Dichtelemente32 ,36 mit dem bewegten Kolben18 zusammen und es findet zwischen den Dichtelementen32 ,36 und ihren zugeordneten Dichtpartnern eine Relativbewegung statt. Erfindungsgemäß ausgeführte Dichtelemente32 ,36 lassen sich grundsätzlich an beiden Stellen einer Kolbenpumpe10 einsetzen. - Zeichnung
- Die Figur zeigt eine Kolbenpumpe einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage im Längsschnitt.
- Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
- Die in der Figur dargestellte Kolbenpumpe ist, was ihren konstruktiven Aufbau und ihre Funktion betrifft, aus dem Stand der Technik bekannt und wurde diesbezüglich bereits im Kapitel Stand der Technik erläutert. Darüber hinausgehende Ausführungen sind an dieser Stelle nicht erforderlich.
- Erfindungsgemäß ist die bekannte Kolbenpumpe
10 mit Dichtelementen32 ,36 aus Elastomer bestückt, bei dem als Füllstoff zumindest teilweise organisches Material, wie beispielsweise Kieselsäure oder Kreide eingesetzt ist. Die Dichtelemente sind vorzugsweise vollständig aus einem derartigen Elastomer hergestellt. Als besonders geeignetes Elastomer hat sich EPDM erwiesen. Als Füllstoff kann ausschließlich organisches Material eingesetzt sein, ebenso möglich ist aber auch ein Gemisch aus organischem Material und Ruß, um über das jeweilige Mischungsverhältnis der Einzelkomponenten die mechanischen Eigenschaften der Dichtelemente bedarfs- bzw. belastungsgerecht einzustellen. - Unter bedarfs- bzw. belastungsgerecht wird dabei ein Kompromiss aus den erforderlichen mechanischen Eigenschaften und den notwendigen Verschleißeigenschaften der Dichtelemente unter den Betriebsbedingungen (Druck; Temperatur etc.) einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage verstanden.
- Dichtelemente aus Elastomer mit zumindest teilweise organischem Füllstoff sind kostengünstig herstellbar und weisen verbesserte Verschleißeigenschaften auf, da die Verschleißursache, nämlich schadensanfällige Verbindungsstellen an scharfen Kanten des Füllstoffs Ruß durch Verwendung organischer Füllstoffe reduziert bzw. beseitigt werden konnte. Dieser Effekt überrascht insofern, als dass organische Füllstoffe in Elastomer mit verringerten mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Dehnung oder Reißfestigkeit der Dichtelemente
32 ,36 einhergehen und deshalb bei Dichtelementen32 ,36 von Kolbenmaschinen in hydraulischen Anlagen, insbesondere bei Kolbenpumpen von Fahrzeugbremsanlagen bisher keine Anwendung fanden. Vielfach werden organische Füllstoffe, wie beispielsweise Kieselsäuren oder Kreiden, aufgrund ihrer Farbe auch als helle Füllstoffe bezeichnet. - Selbstverständlich sind Änderungen und/oder Weiterbildungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19742611 A1 [0002]
Claims (6)
- Hydraulische Kolbenmaschine (
10 ), insbesondere Kolbenpumpe zur Druckmittelförderung in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage, mit einem Zylinder (34 ), einem im Zylinder (34 ) geführten und eine Arbeitskammer (20 ) begrenzenden Kolben (18 ), welcher mit einem Betätigungsmittel (14 ) zusammenwirkt und eine periodische Hubbewegung ausführt und mit einem Dichtelement (32 ,36 ) zur Abdichtung des Kolbens (18 ) im Zylinder (34 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (32 ,36 ) aus einem organischen Füllstoff aufweisenden Elastomer besteht. - Hydraulische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer EPDM ist und dass der organische Füllstoff aus Kieselsäuren und/oder Kreiden besteht.
- Hydraulische Kolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer zusätzlich zum organischen Füllstoff anorganischen Füllstoff, insbesondere Ruß, aufweist.
- Hydraulische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (
32 ,36 ) einen Arbeitsraum (20 ) der Kolbenmaschine gegenüber einer Niederdruckseite (28 ) der Kolbenpumpe (10 ) abdichtet. - Hydraulische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (
32 ,36 ) eine Niederdruckseite (28 ) der Kolbenmaschine (10 ) gegenüber einem, ein Betätigungselement (14 ) der Kolbenmaschine (10 ) aufnehmenden, Einbauraum (38 ) abdichtet. - Elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage mit einer Kolbenpumpe (
10 ) nach den Merkmalen nach einem der Ansprüchen 1 bis 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102016216350.7A DE102016216350A1 (de) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe zur Förderung von Druckmittel in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage und elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage |
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Publications (1)
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DE102016216350A1 true DE102016216350A1 (de) | 2018-03-01 |
Family
ID=61166508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102016216350.7A Pending DE102016216350A1 (de) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe zur Förderung von Druckmittel in einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage und elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102016216350A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022016628A1 (zh) * | 2020-07-23 | 2022-01-27 | 浙江森友环保成套设备有限公司 | 一种液压陶瓷柱塞泵的密封自动压紧装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19742611A1 (de) | 1997-07-30 | 1999-02-04 | Bosch Gmbh Robert | Kolbenpumpe |
-
2016
- 2016-08-30 DE DE102016216350.7A patent/DE102016216350A1/de active Pending
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WO2022016628A1 (zh) * | 2020-07-23 | 2022-01-27 | 浙江森友环保成套设备有限公司 | 一种液压陶瓷柱塞泵的密封自动压紧装置 |
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