DE4316986A1

DE4316986A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE4316986A1
Application number: DE19934316986
Authority: DE
Inventors: Thomas Bartsch
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-11-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 37 42 824 A1 ist bereits eine Pumpe bekannt ge worden, die über einen Pumpkolben verfügt, der innerhalb des Pumpenzylinders in einer Laufbuchse geführt ist. Die Laufbuchse nimmt vom Pumpkolben und Kompressionsraum abge wandt den Ventilsitz für das Druckventil auf. Das Saugven til ist innerhalb des Kompressionsraums am Pumpkolben ange ordnet und über einen kolbenseitigen Zulaufkanal mit einer Druckmittelquelle verbunden. Das Druckventil ist in einem Haltekörper angeordnet, der mittels einer Lancierung an der Laufbuchse befestigt ist, die gleichfalls den Ventilsitz zur Aufnahme des Druckventils aufweist. Die Pumpe hat den Nachteil, daß im Tieftemperaturbetrieb infolge hohe Ansaug drosselung die Förderleistung abnimmt.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenpumpe der vorgenannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß bei möglichst einfacher, kompakter Bauweise eine verbesser te Förderleistung von Druckmittel mit unterschiedlicher Viscosität gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach eine Ver besserung des Füllungsgrades der Pumpe durch einen Auflade effekt stattfindet, indem der Pumpkolben und der Pumpenzy linder im Ansaugbereich der Pumpe gestuft ausgeführt sind. Durch die Kolbenbewegung kommt es im Nachlauf raum durch die Wirkung der Kolbenstufe zu erwünschten Druckänderungen des Betriebsmediums, die zum Zwecke der Aufladungen genutzt werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgezeigten Maßnahmen sind zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung angegeben, die im Zusammenhang mit den weiteren Merkmalen und Vorteilen der Erfindung nachfolgend anhand einer Zeichnung näher dar gestellt und erläutert werden.

Es zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in einer Teilansicht gezeigten Pumpe zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion der Kolbenpumpe. Hierbei weist die oberhalb der Mittellinie gelegene horizontale Schnitthälfte der Kol benpumpe die obere Totpunktstellung des Pumpkolbens auf, während die untere Totpunktlage des Pumpkolbens auf der un teren Blatthälfte des Halbschnitts in der Zeichnung zu er kennen ist. Die Fig. 1 läßt eine koaxiale Hintereinander schaltung des Saugventils 10 und des Druckventils 5 inner halb des abgestuften Pumpenzylinders 8 und damit innerhalb des Pumpengehäuses erkennen. Das Saugventil 10 wird infolge der Wirkung einer Druckfeder 11 in Richtung auf den am ge stuften Pumpkolben 12 angeordneten Ventilsitz gedrückt. Ei ne weitere, parallel zur ersten Druckfeder 11 angeordneten Druckfeder 13 innerhalb des Kompressionsraums 6 kontaktiert zum Zwecke der Kolbenrückstellung die Stirnfläche des Pump kolbens 12. Beide Druckfedern 11, 13 stützen sich mit ihren entgegengesetzten Windungsenden an einem Ventilsitzkörper 2 ab, der unter Druckkraftwirkung eines Druckventil-Stützkör pers 1 mit seiner Dichtkante 14 an der Bohrungsstufe 7 des Pumpenzylinders 8 angepreßt ist. In der gezeigten Darstel lung des Druckventil-Stützkörpers 1 gegenüber dem Ventil sitzkörper 2, trennt das von einer Druckfeder beaufschlagte Druckventil 5 den Kompressionsraum 6 vom Anschluß 21 des Druckmittelverbrauchers. Unter anderem kommen als Druckmit telverbraucher die Radbremsen einer schlupfgeregelten hy draulischen Bremsanlage infrage. Ein in den Pumpenzylinder 8 einmündender Druckmittelkanal 3 an der Saugseite der Pum pe verbindet die Druckmittelquelle, beispielsweise einen Bremsdruckgeber für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, mit dem Nachlaufraum 15, der aus einem zwi schen der Bohrungsstufe 17 des Pumpenzylinders 8 und der Kolbenstufe 16 des Pumpkolbens 12 gelegenen Ringraum mit variabler Volumenaufnahme gebildet ist. Der tangential in den Nachlaufraum 15 einmündende Druckmittelkanal 3 steht mit einem den gestuften Pumpkolben 12 teilweise durchdrin genden Zulaufkanal 9 in Verbindung, an dem das Saugventil 10 unter Wirkung der Druckfeder 11 anliegt. Beiderseits der Kolbenstufe 16 befinden sich am Kolbenschaft Ringnuten 18, in die Dichtungen eingesetzt sind, um einen Kurzschlußstrom zwischen dem Nachlaufraum 15 und dem Kompressionsraum 6 bzw. dem Exzenterraum 19 zu verhindern. Wie aus der Abbil dung erkennbar ist, wird der Pumpkolben 12 mittels eines Exzenterantriebs 20 in Hubbewegung versetzt.

Im nachfolgenden wird die Funktionsweise der Erfindung er läutert. In der abbildungsgemäßen unteren Totpunktstellung des Pumpkolbens 12 befindet sich das Druckventil 5 in Schließstellung, während zum Öffnen des Saugventils 10 eine im Zulaufkanal 9 wie auch im Nachlaufraum 15 anstehende Flüssigkeitsmenge von der Druckmittelquelle eine gewisse Druckdifferenz benötigt, die durch eine viscositätsabhängi ge Ansaugdrosselung das Überströmen in den Kompressionsraum 6 bekanntlich erschwert. Auch im Kompressionsraum 6 ver bleibt infolge des konstruktiv bedingten Totraums immer ein Druckmittel-Restvolumen eingeschlossen, das bisher in der unteren Totpunktlage durch eine begrenzt nachströmende Flüssigkeitsmenge der Druckmittelquelle ergänzt wurde. Mit Beginn des Kompressionshubs steigt im Kompressionsraum 6 der hydraulische Druck bis zur Überwindung der am Druckven til 5 wirksamen Federöffnungskraft und des Gegendrucks an. Gleichzeitig vergrößert sich jedoch erfindungsgemäß während der Kolbenbewegung zur oberen Totpunktlage die Volumenauf nahme im Nachlaufraum 15 (siehe oberer Halbschnitt in der Abbildung), so daß vermehrt Druckmittel aus dem Druckmit telkanal 3 der Druckmittelquelle nachgesaugt werden kann. Sobald sich der Pumpkolben 12 wieder in umgekehrter Rich tung von der oberen Totpunktlage zur ursprünglichen unteren Totpunktlage bewegt (vergleiche untere Halbschnittdarstel lung des Pumpkolbens), wird während des im Kompressionsraum 6 stattfindenden Saughubs das zwischen der Kolbenstufe 16 und der Bohrungsstufe 17 nun vermehrt befindliche Druckmit tel-Volumen im Nachlaufraum 15 vorkomprimiert und infolge der in Richtung der Druckmittelquelle wirksamen Drosselung vor allem über den Zulaufkanal 9 zweckmäßig in Richtung des Saugventils 10 in den Kompressionsraum 6 verdrängt. Die an sonsten unerwünschte Tatsache, wonach infolge der kon struktions- und temperaturbedingten Ansaugdrosselung im Druckmittelkanal 3 eine nicht unerhebliche Reduzierung der Fördermenge eintreten kann, begünstigt nunmehr die Über strömcharakteristik zum Kompressionsraum 6 des während des Kolbensaughubs im Nachlaufraum 15 befindlichen Ladevolu mens. Die Rückströmung von Druckmittel in Richtung der Druckmittelquelle ist infolge des Ansaugwiderstandes im Druckmittelkanal 3 relativ gering gegenüber dem erzielbaren zusätzlichen Förderdruck- bzw. Fördermengengewinn infolge des erzielbaren Aufladeeffekts.

Durch die Erfindung ist es möglich, bei kleinstem Bauraum bedarf und ohne zusätzliche Bauteile eine erhebliche Ver besserung des Ansaugverhaltens der Kolbenpumpe besonders im Tieftemperaturbetrieb zu erzielen, ohne die ansonsten gera de im Einsatz für schlupfgeregelte Bremsanlagen durch rela tiv lange Ansaugleitungen und geringe Durchlaßquerschnitte hervorgerufenen Strömungswiderstände und Fördereinbußen hinnehmen zu müssen.

Bezugszeichenliste

1 Druckventil-Stützkörper
2 Ventilsitzkörper
3 Druckmittelkanal
4 -
5 Druckventil
6 Kompressionsraum
7 Bohrungsstufe
8 Pumpenzylinder
9 Zulaufkanal
10 Saugventil
11 Druckfeder
12 Pumpkolben
13 Druckfeder
14 Dichtkante
15 Nachlaufraum
16 Kolbenstufe
17 Bohrungsstufe
18 Ringnut
19 Exzenterraum
20 Exzenterantrieb
21 Anschluß

Claims

1. Kolbenpumpe, insbesondere zur Druckmittelförderung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, mit ei nem in einem Pumpenzylinder geführten Pumpkolben, an dem ein Saugventil angeordnet ist, wobei Druckmittel einer Druckmittelquelle einem den Pumpkolben begrenzenden Nachlaufraum entnehmbar ist und mittels des am Einlaß eines Kompressionsraum angeordneten Saugventils dem Kom pressionsraum zuführbar ist, mit einem am Auslaß des Kompressionsraums angeordneten Druckventil, das eine Druckmittelverbindung zum Druckmittelverbraucher her stellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (12) im Bereich des Nachlaufraums (15) eine Kolbenstufe (16) aufweist, wobei durch die Kolbenstufe (16) im Nachlaufraum (15) ein verdrängbares Druckmittel volumen variabler Größe einstellbar ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der mit verkleinertem Nenndurchmes ser versehene Bereich der Kolbenstufe (16) durch eine Bohrungsstufe (17) des Pumpenzylinders (8) begrenzt ist, die den Druckmittelnachlaufraum (15) begrenzt.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Nachlaufraum (15) aus einem Ringraum variabler Volumenaufnahme gebildet ist, der zwischen der Bohrungsstufe (17) des Pumpenzylinders (8) und der Kolbenstufe (16) des Pumpkolbens (12) gele gen ist, und daß die Druckmittelquelle entfernt von der Kolbenstufe (16) im Bereich der Bohrungsstufe (17) in den Nachlaufraum (15) einmündet.

4. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein tangential in den Nachlaufraum (15) einmündender Druckmittelkanal (3), der mit der Druckmittelquelle in Verbindung steht, mit einem den Pumpkolben (12) teilweise durchdringenden Zu laufkanal (9) hydraulisch verbindbar ist, an dem das Saugventil (10) anlegbar ist.

5. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beider seits der Kolbenstufe (16) Ringnuten (18) zur Aufnahme von Dichtungen vorgesehen sind, die den Pumpkolben (12) in der Bohrungsstufe (17) des Pumpenzylinders (8) ab dichten.