Titel

Kolbenpumpe mit einer Laufbuchse

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zum Fördern von Fluiden, mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben und einer Laufbuchse, in der der Kolben axial verschieblich aufgenommen ist, und einem in der Laufbuchse zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Verdrängungsraum, wobei das Auslassventil an einem Laufbuchsenboden angeordnet ist.

Kolbenpumpen sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Sie werden in Kraftfahrzeugen mit hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen eingesetzt. Die bekannten Kolbenpumpen umfassen ein Einlassventil, ein Auslassventil sowie einen Verdrängungs-, Arbeits- bzw. Druckraum, der zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil angeordnet ist. Der Verdrängungsraum ist in einem Pumpenzylinder angeordnet, der dabei eine Laufbuchse bildet und in der Regel eine im Wesentlichen topfförmige Gestalt aufweist. In einem Laufbuchsenboden des Pumpenzylinders ist eine Durchlassöffnung gebildet, die vom Auslassventil geöffnet bzw. verschlossen wird. Das Auslassventil, das in der Regel als Rückschlagventil ausgebildet ist, ist dabei in einem Auslassventildeckel angeordnet, der außen auf der Laufbuchse aufgesetzt ist. In dem Auslassventildeckel ist ferner eine Abströmung in eine Druckleitung ausgebildet, in die das dann unter Druck stehende Fluid, insbesondere die Bremsflüssigkeit, ausgeleitet wird.

In der Bremsanlage dient die Kolbenpumpe beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylinder oder aus mehreren Radbremszy- lindern in einen Hauptbremszylinder und/oder zum Fördern von Bremsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in einen Radbremszylinder oder in mehrere Radbremszylinder. Die Kolbenpumpe wird bei Fahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR), Antriebsschlupfregelung (TCS) und/oder bei einer als Lenkhilfe dienenden Bremsanlage (FDR) und/oder bei einer elektrohydraulischen Bremsanla- ge (EHB) oder einem elektronischen Stabilisierungsprogramm (ESP) benötigt.

Aus DE 10 2006 027 555 A1 ist eine Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden mit einem Kolben, einem Zylinderelement und einem zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Druckraum bekannt, wobei das Auslassventil einen Schließkörper, eine Vorspanneinrichtung und ein Scheibenelement umfasst. Das Auslassventil ist in einem Deckel angeordnet und eine Ab- strömung in eine Druckleitung erfolgt über diesen Deckel. Ein Dichtsitz des Auslassventils ist am Scheibenelement angeordnet. Beim Öffnen des Auslassventils können aufgrund von Maßtoleranzen der einzelnen Bauteile unerwünschte Geräusche auftreten. Daher bestehen Bestrebungen, gerade die als ABS-, ASR- oder ESP-Pumpenelement wirkenden Kolbenpumpen hinsichtlich ihrer Geräuschemission zu optimieren sowie die Montage der einzelnen Baugruppen derartiger Kolbenpumpen zu verbessern.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß der der Erfindung ist eine Kolbenpumpe zum Fördern von Fluiden, mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben und einer Laufbuchse geschaffen, in der der Kolben axial verschieblich aufgenommen ist, und einem in der Laufbuchse zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordneten Verdrängungsraum, wobei das Auslassventil an einem Laufbuchsenboden angeordnet ist. Auf der dem Verdrängungsraum abgewandten Seite des Laufbuchsenbodens st ein ringförmiger Fortsatz der Lauf- buchse ausgebildet, der einen Einbauraum für das Auslassventil umgibt.

Erfindungsgemäß sind mit einer einzelnen Laufbuchse zwei Funktionseinheiten miteinander kombiniert, nämlich zum einen der Verdrängungsraum und zum anderen der Einbauraum für das Auslassventil. Damit ist für die erfindungsgemäße Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage die Montage vereinfacht und ferner weiterer Platz für Dämpfungsmaßnahmen bzw. für eine zur Dämpfung verwendete Vorrichtung geschaffen. Durch diese Maßnahme können auch die Maßtoleranzen der Bauteile reduziert und somit die Geräuschbildungen verringert werden. Die hydraulische Kolbenpumpe umfasst einen zylindrischen Kolben, der in einer

Laufbuchse, die eine im Wesentlichen topfförmige Gestalt aufweist, in einer Zylinderbohrung ein- und ausfahrbar gelagert ist. Die Laufbuchse ist insbesondere in eine Zylinderbohrung eines Pumpengehäuses der Kolbenpumpe in einem Hydraulikblock eingesetzt. Im Innenraum der Zylinderbohrung der Laufbuchse ist ein mit einem Fluid gefüllter Druckbereich bzw. Druckraum zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil vorgesehen. Beim Ausfahren des Kolbens aus dem Zylinder wird in dem Druckbereich ein Unterdruck aufgebaut und der Kolben saugt über das Einlassventil Fluid in den Druckbereich. Beim Einfahren drängt der Kolben hingegen das Fluid über das Auslassventil vom Druckbereich in das Hydrauliksystem zur Verrichtung von Arbeit. Im Boden der Laufbuchse ist eine

Durchlassöffnung gebildet, die vom Auslassventil geöffnet bzw. verschlossen wird.

Das Auslassventil weist einen Schließkörper auf, der vorteilhaft als Kugel oder als Platte ausgebildet ist. Die Laufbuchse ist bevorzugt mit einem ringförmigen

Fortsatz kombiniert bzw. dieser ist im Anschluss an die Laufbuchse als hohlzylindrische Fortsetzung an der Laufbuchse ausgebildet, um dann im Inneren der hohlzylindrischen Fortsetzung das Auslassventil aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, dass Bauteile wie der Schließkörper, die Feder sowie Mittel zur Geräusch- dämpfung von der Auslassventilseite her im Rahmen einer einfachen Montage, die in umgekehrter Richtung wie gewöhnlich erfolgt, in den Innenraum der hohlzylindrischen Fortsetzung angeordnet werden können.

Das Auslassventil, das bevorzugt als Rückschlagventil ausgebildet ist, ist dabei in dem an die Laufbuchse anschließenden Teil des Fortsatzes angeordnet und in dem Fortsatz ist ferner eine Abströmung in eine Druckleitung eines zugehörigen Pumpengehäuses ausgebildet. Die Abströmung ist vorteilhaft mittels einer umlaufenden Ausnehmung und einem Radialkanal gebildet. Die umlaufende Ausnehmung ist vorzugsweise an der Laufbuchse an der vom Verdrängungsraum abgewandten Seite ausgebildet und der Radialkanal verbindet bevorzugt den

Einbauraum des Auslassventils mit der Ausnehmung. Das Auslassventil umfasst dabei vorteilhaft den Schließkörper, eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schließkörpers sowie ein Basiselement zur Abstützung der Vorspanneinrichtung.

Die Laufbuchse der Kolbenpumpe kann dabei länger dimensioniert ausgebildet sein, wodurch zusätzlich weiterer Raum im Bereich des Auslassventils für eventuelle Dämpfungsmaßnahmen zur Verfügung gestellt werden kann.

An dem ringförmigen Fortsatz ist vorteilhaft ein Verschlusselement in Form einer Verschlusskappe angesetzt. Das Verschlusselement ist vorteilhaft in die Laufbuchse verstemmt und seinerseits im Pumpengehäuse selbst verstemmt. Alternativ kann das Verschlusselement auch auf den Fortsatz der Laufbuchse nur aufgesetzt sein und nur in dem Pumpengehäuse verstemmt sein, um in diesem Bereich eine fluiddichte und kraftaufnehmende Lagesicherung für das Verschlusselement zu schaffen. Insgesamt wird das Verschlusselement so in die Laufbuchse integriert und zu einer Einheit miteinander verbunden, dass unerwünschte Geräuschbildungen durch das Öffnen des Auslassventils bereits dadurch verringert werden.

Das integrierte Verschlusselement, das vorzugsweise als Auslassventildeckel bzw. als integrierte Verschlusskappe des Auslassventils gestaltet ist, ist bevorzugt aus Aluminium ausgebildet. Dies gewährleistet einen Korrosionsschutz nach außen sowie eine sichere Verstemmung im Pumpengehäuse. Das Aluminium weist eine solche Duktilität aus, dass die Verstemmung des Verschlusselements in der Gehäusewand der Laufbuchse einfach, form- und kraftschlüssig erfolgen kann.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe mit Laufbuchse und Verschlusselement im zugehörigen Pumpengehäuse und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Laufbuchse nebst Verschlusselement der Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 .

In Fig. 1 ist eine Kolbenpumpe 10 dargestellt, die eine gestufte Zylinderbohrung 12 in einem Hydraulikblock umfasst, der ein Pumpengehäuse 14 bildet. Der Hyd- raulikblock, von dem in der Zeichnung nur ein die Kolbenpumpe 10 umgebendes Bruchstück dargestellt ist, ist Bestandteil einer schlupfgeregelten, im Übrigen nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. In ihn sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere hydraulische Bauteile wie Magnetventile oder Druck- Speicher eingesetzt und hydraulisch miteinander und mit der erfindungsgemäßen

Kolbenpumpe 10 verschaltet.

Die Kolbenpumpe 10 weist einen Kolben 16 auf, dessen eines, einem Verdrängungsraum 18 abgewandtes Ende mit einem ersten Führungsring 20 im Pum- pengehäuse 14 geführt und mit einem Dichtring 22 abgedichtet ist. Das andere, dem Verdrängungsraum 18 zugewandte Ende des Kolbens 16 ist mit einem zweiten Führungsring 24 in einer Laufbuchse 26 der Kolbenpumpe 10 geführt und mit einem Dichtring 28 abgedichtet. Die Laufbuchse 26 ist mit einer Presspassung in die Zylinderbohrung 12 des Pumpengehäuses 14 eingesetzt. Die Presspassung bewirkt eine Abdichtung zwischen Ein- und Auslassseite, d.h. zwischen Nieder- und Hochdruckseite der Kolbenpumpe 10.

Für den Pumpeneinlass ist im Kolben 16 eine axiale Sackbohrung 30 von einer dem Verdrängungsraum 18 zugewandten Seite her angebracht, die nahe ihres Grundes von Querbohrungen 32 gekreuzt wird. Sack- und Querbohrungen 30, 32 kommunizieren durch Fenster 34 in einer Umfangswand 36 der Laufbuchse 26 mit einer Zuströmbohrung 38, die radial zur Kolbenpumpe 10 in dem das Pumpengehäuse 14 bildenden Hydraulikblock angebracht ist. Am verdrängungsraumseitigen Ende des Kolbens 16 ist ein Rückschlagventil als

Einlassventil 40 angebracht. Das Einlassventil 40 weist eine Ventilkugel 42 als Ventilschließkörper auf, die mit einem konischen Ventilsitz 44 zusammenwirkt, der an einer Mündung der Sackbohrung 30 des Kolbens 16 angebracht ist. Eine Schraubendruckfeder als Ventilschließfeder 46 drückt die Ventilkugel 42 gegen den Ventilsitz 44. Ventilkugel 42 und Ventilschließfeder 46 sind in einem Ventilgehäuse 48 aufgenommen, welches als napfförmiges Tiefziehteil aus Blech mit einem etwa dem Durchmesser des Kolbens 16 entsprechenden Durchmesser hergestellt und mit Durchströmöffnungen 50 versehen ist. Das Ventilgehäuse 48 weist eine Ringstufe 52 auf, mit der es an einer dem Verdrängungsraum 18 zu- gewandten Stirnseite des Kolbens 16 anliegt. Es weist einen mit ihm einstückigen, nach außen stehenden Radialflansch 54 auf, gegen den eine Schrauben- druckfeder als Kolbenrückstellfeder 56 drückt und auf diese Weise das Ventilge- häuse 48 am Kolben 16 hält. Der Radialflansch 54 hält zugleich den Führungsring 24 und den Dichtring 28 zwischen sich und einem sich an einer Ringschulter 58 des Kolbens 16 abstützenden Stützring 60 in axialer Richtung auf dem Kolben 16.

Die Kolbenrückstellfeder drückt über den Radialflansch 54 des Ventilgehäuses 48 den Kolben 16 in axialer Richtung gegen einen elektromotorisch antreibbaren Exzenter 62, der zum Antrieb des Kolbens 16 zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung in an sich bekannter Weise dient.

Auf einer Verdrängungsraumseite weist die Laufbuchse 26 einen mit ihr einstückigen Laufbuchsenboden 64 auf, in dem ein durchgehendes Mittelloch 66 für den Pumpenauslass angebracht ist. Die Laufbuchse 26 ist über diesen Laufbuchsenboden 64 hinweg an ihrer vom Verdrängungsraum 18 abgewandten Seite mit einem hohlzylindrischen Abschnitt bzw. ringförmigen Fortsatz 67 verlängert. Der ringförmige Fortsatz 67 umfasst einstückig mit der Laufbuchse 26 einen Einbauraum 69 für ein Auslassventil 72, welches in diesen Einbauraum 69 an der Laufbuchse 26 in umgekehrter Reihenfolge montiert werden kann.

An den ringförmigen Fortsatz 67 schließt ein Verschlusselement 68 an, das die Form einer Verschlusskappe aufweist, mittels Einpressen einer Stufe 73 in den ringförmigen Fortsatz 67 integriert ist und dabei direkt in die Zylinderbohrung 12 eingesetzt ist. Das Verschlusselement 68 ist durch eine Verstemmung 70 formschlüssig mit dem Pumpengehäuse 14 verbunden und fluiddicht abgedichtet. Dadurch ist das Verschlusselement 68 auch in der Laufbuchse 26 zusätzlich gesichert.

Das Verschlusselement 68 ist vorzugsweise aus Aluminium ausgestaltet. Dies gewährleistet einen Korrosionsschutz nach außen und aufgrund der Duktiiität des Aluminiums eine sichere Verbindung durch die Verstemmung 70 des Verschlusselements 68 im Pumpengehäuse 14.

Das Auslassventil 72 ist mit einem kugelförmigen Schließkörper 74 und einer Rückstellfeder 76 als Vorspanneinrichtung sowie einer Dämpfungsvorrichtung 78 als Abstützung und Basiselement für die Rückstellfeder 76 gestaltet. Die Rückstellfeder 76 übt eine Rückstellkraft auf den Schließkörper 74 aus, so dass dieser in Richtung des Mittellochs 66 gedrückt wird. Die Laufbuchse 26 ist von einem Radialkanal 79 durchsetzt, der zu einer an ihrer Außenseite ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung 80, insbesondere einem Ringkanal, für das Abströmen des Fluids aus dem Pumpengehäuse 14 durch einen Abströmkanal 82 bei geöffnetem Auslassventil 72 führt.

Die Laufbuchse 26 ist also in ihrer Längsausdehnung verlängert ausgebildet, um in Verbindung mit dem integrierten Verschlusselement 68 ein zusätzliches Raumangebot bereitzustellen. Durch die integrierte Anordnung des ringförmigen Fortsatzes 67 in Form eines Hülsenfortsatzes und die Verstemmung des Verschlusselements 68 direkt in der Laufbuchse 26 wird aber die Gesamtlänge der Kolbenpumpe 10 nicht zwangsläufig verlängert.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kolbenpumpe 10 mit der Laufbuchse 26, dem ringförmigen Fortsatz 67 und dem integrierten Verschlusselements 68 ermöglicht, dass der Schließkörper 74, die Rückstellfeder 76 sowie die Dämpfungsvorrichtung 78 in einfacher Weise von der Auslassventilseite her montiert werden können. Die Laufbuchse 26 selbst wird in der Herstellung spanend bearbeitet. Die erfindungsgemäße Bearbeitung zur Herstellung der Laufbuchse 26 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt bzw. ringförmigen Fortsatz 67 ist daher kostenneutral durchführbar. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung zusätzlicher Raum zum Einbau der Dämpfungsvorrichtung 78 zur Verfügung gestellt.

Fig. 2 zeigt die Laufbuchse 26 mit dem daran verlängerten, ringförmigen Fortsatz 67 sowie dem integrierten Verschlusselement 68 von außen.

Sichtbar ist von außen auch die Ausnehmung 80 zum Abströmen des Fluids, das durch den Radialkanal 79 (hier nicht dargestellt) aus dem inneren des Druckraumes in die Ausnehmung 80 gelangt.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.