DE102004042208A1

DE102004042208A1 - Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids

Info

Publication number: DE102004042208A1
Application number: DE200410042208
Authority: DE
Inventors: Ansgar Dr. Damm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: DE102004042208B4

Abstract

Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit für ein hydraulisches Steuerungssystem eine Kraftfahrzeugs, bei der mit einem elektrischen Linearmotor ein an einer Kolbenstange angeordneter Kolben antreibbar ist, wobei die Kolbenstange als eine Antriebsstange ausgebildet ist, die mit ihrem einen Ende mit dem Linearmotor und mit ihrem anderen Ende mit einer Ventil-Steuerungseinheit verbunden ist und die axial bewegbar längs durch einen mit dem Fluid befüllbaren Druckzylinder hindurchgeführt ist, in dessen Innerem der Kolben, elastisch zwischen zwei Federn eingespannt, beweglich auf der Antriebsstange geführt ist und zwei Druckräume trennt, die über jeweils eine Leitung in Wirkverbindung mit dem Linearmotor wechselweise mit einer Druckleitung und einer Saugleitung der Ventil-Steuerungseinheit verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit für ein hydraulisches Steuerungssystem eines Kraftfahrzeugs, bei der mit einem elektrischen Linearmotor ein an einer Kolbenstange angeordneter Kolben antreibbar ist.
Hydraulische Steuerungssysteme werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Steuerung von Kupplungen, Bremsen und Getrieben eingesetzt. Insbesondere bei automatisierten Fahrzeuggetrieben mit einer hohen Anzahl von Gängen oder zusätzlichen Getriebefunktionen, wie beispielsweise moderne Doppelkupplungsgetriebe, kann der hohe mechanische Konstruktionsaufwand durch hydraulische Stellvorrichtungen erheblich reduziert werden.
Heute übliche Hydraulikpumpen sind Kolbenpumpen mit Kurbelantrieb, Axialkolbenpumpen oder Zahnradpumpen. Je nach Anwendung können sie an vorhandene Drehantriebe, beispielsweise einen Fahrzeugmotor, gekoppelt sein. Wegen ihrer besseren Regelbarkeit und ihres höheren Wirkungsgrades gegenüber dem herkömmlichen Antrieb über den Fahrzeugmotor, kommen in Kraftfahrzeugen zunehmend Elektromotoren zum Antrieb der Hydraulikpumpen zum Einsatz. Bei hydraulischen Fahrzeuggetrieben steht zum Antrieb für die Hydraulikpumpe die Bordnetzspannung zur Verfügung, mit der üblicherweise ein drehzahlgeregelter Gleichstrommotor mit mechanischem Stromwender zur Umpolung und Bürsten zur Bestromung der Ankerspule betrieben wird. Diese Motoren haben jedoch nur eine begrenzte Lebensdauer. Eine zuverlässigere Technik bieten bürstenlose, elektrisch kommutierte Motoren. Diese Motoren haben zudem den Vorteil, dass sie unter Öl laufen können. Sie können daher innerhalb der Hydraulik verbaut werden und sind besser gekühlt. Zudem entfällt eine Verbindungsstelle zwischen der Hydraulik und der „Außenwelt", wo sich der Elektromotor befindet. Diese bürstenlosen Motoren erfordern jedoch eine aufwendige Steuerung, da die jeweilige Winkelposition des Ankers zurückgemessen und ein phasengenaues Drehfeld erzeugt werden muss.

Aus der DE 198 56 917 A1 ist eine Kolbenpumpe zur Förderung von Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage bekannt. Die Pumpe weist einen elektrischen Linearantrieb auf. Dabei ist eine Kolbenstange innerhalb eines Pumpengehäuses axial verschiebbar geführt und fest mit einer Spule verbunden. Die Spule ragt in eine Ausnehmung eines Permanentmagneten, der feststehend im Pumpengehäuse angeordnet ist. Ein Ende der Kolbenstange ist als ein Kolben ausgebildet, der mit einer Querbohrung mit einem Einlassventil auf der einen Seite und einem Auslassventil auf der anderen Seite der Querbohrung in Wirkverbindung steht und ein Pumpenaggregat bildet. An dem anderen Ende der Kolbenstange kann ein baugleiches zweites Pumpenaggregat ausgebildet sein, das gegenläufig zum dem ersten Pumpenaggregat beaufschlagbar ist.

Nachteilig wirkt sich aus, dass die Spule den beweglichen Anker des Linearantriebs bildet. Die Spule muss entsprechend über Bürsten bestromt und gegenüber dem Pumpenaggregat öldicht abgeschlossen werden. Dadurch können Kühlungsprobleme und Abdichtungsprobleme auftreten. Hinzu kommt der Verschleiß der Bürsten, so dass die Lebensdauer des Pumpenantriebs relativ niedrig ist.

Aus der DE 197 07 654 A1 ist eine Kolbenpumpe für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage bekannt, bei der ein Arbeitskolben innerhalb eines Antriebs-Bauteils axial verschiebbar ist. Der Arbeitskolben sitzt in einer Ausgangsstellung mittig zwischen zylinderförmigen Elektromagneten, die den Kolben umgeben. An den Stirnseiten des Kolbens sowie am Umfang sind Luftspalte ausgebildet. Die beiden Elektromagneten sind durch ein magnetisch isolierendes Joch getrennt. Weiterhin ist der Arbeitskolben fest mit einer verschiebbaren Kolbenstange verbunden, an deren wenigstens einem Ende ein Pumpkolben ausgebildet ist, der auf eine Pumpeneinheit mit Druckspeicher und Ventilen wirksam ist. Die Pumpeneinheit ist nicht näher beschrieben.

Nachteilig wirkt sich aus, dass zwei Elektromagneten, getrennt durch ein magnetisch isolierendes Joch, erforderlich sind. Dies bedeutet einen erhöhten Kostenaufwand und zusätzliches Gewicht. Zudem arbeitet der Kolben bei seiner Bewegung gegen die Luft in den Luftspalten, was entweder einen erhöhten Energieverbrauch bedeutet oder die Luftspalte müssten evakuiert sein, wodurch ein erhöhter Aufwand für die Vakuum-Abdichtung des Antriebsbauteils gegenüber den Pumpeneinheiten entstehen würde. Da die Elektromagneten in dem Antriebs-Bauteil hermetisch eingeschlossen sind, könnten sich auch Kühlungsprobleme ergeben.

Aus der DE 198 46 711 A1 ist eine Kolbenpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten bekannt, bei der die Kolbenstange als ein Permanentmagnetstab ausgebildet ist, an dessen Enden Druckkolben ausgebildet sind, Die Druckkolben sind in zwei Druckzylindern verschiebbar, zwischen denen mittig ein Spulenkörper angeordnet ist, der zwischen zwei Gehäuseflanschen, an denen die Druckzylinder befestigt sind, eingespannt ist. Die Spule sitzt auf einer antimagnetischen Hülse in deren Innerem der Permanentmagnetstab geführt ist.

Nachteilig wirkt sich aus, dass die Kolbenstange über ihre gesamte Länge (Bis auf die Kolbenenden) als Permanentmagnet ausgebildet ist, jedoch nur der gerade in Höhe der Spule befindliche Teil mit einem Magnetfeld beaufschlagt wird. Dadurch können Steuerungsprobleme entstehen. Weiterhin ist die Betriebssicherheit der Pumpe eher niedrig, da bei einem Ausfall oder einer Fehlfunktion der elektrischen Bestromung der Spule unerwünschte und schädliche Druckwerte entstehen können oder im Extremfall der Kolben gegen einen sich jeweils an den Druckraum anschließenden Ventilblock stoßen kann, wodurch Schäden verursacht werden können.

Aus der DE 41 02 710 A1 ist eine Kolbenpumpe zur Förderung eines Fließmittels, beispielsweise Druckluft, bekannt, bei der ein Kolben in einer Druckkammer verschiebbar ist. Der Kolben wird innerhalb einer dünnwandigen Zylinderbüchse geführt. Die Zylinderbüchse ist auf ihrer Länge von einer Spule umgeben. Der Kolben besteht aus einem Hauptkörper mit einem nichtmagnetischen Mittelteil an dessen Ende jeweils Paare von Magnetjochen und Permanentmagneten befestigt sind, so dass sich gleiche Pole der Magneten gegenüberliegen. Der Kolben wird durch ein Federpaar bei ausgeschaltetem Antrieb, d.h. bei nicht bestromter Spule in einer neutralen Stellung gehalten.

Nachteilig wirkt sich aus, dass der Kolben relativ aufwendig in Konstruktion und Kosten ist. Weiterhin müssen Spule und Kolben annähernd die gleiche Länge aufweisen. Zudem ist die Zylinderbüchse und die Anschlüsse und Ventile zur Förderung von Druckluft ausgelegt und nicht ohne Weiteres zur Förderung von Hydraulikflüssigkeiten geeignet.

Ein weiterer, gemeinsamer Nachteil bei den Kolbenpumpen, bei denen sich der Antrieb mittig zwischen den Druckräumen befindet ist, dass die Anschlüsse, bzw. Ventile relativ weit auseinander liegen, wodurch relativ lange Strömungswege zur Versorgung des Ölkreislaufs zu einer Anwendung entstehen können.

Schließlich ist aus der DE 102 01 790 A1 ein hydraulisches Antriebssystem mit einem geschlossenen Ölkreislauf zur Betätigung von Stellorganen, beispielsweise zur Verstellung von Klappen und Schiebern im Bereich der Klimatechnik, bekannt. Das Antriebssystem weist eine Kolbenpumpe auf, bei der an eine Dosierkolbenpumpe axial gerichtet ein Zylinder angeschlossen ist, in dem ein Arbeitskolben hydraulisch verschiebbar ist. Die Dosierkolbenpumpe weist einen elektromagnetischen Linearantrieb auf, der durch eine Spule am Außenumfang eines Rohrkörpers, die einen Förderkolben mit einem Magnetring im Inneren des Rohrkörpers magnetisch beaufschlagt, realisiert ist. Der Rohrkörper wird aus einem Ansaugraum mit einem Druckkolben, der der Dosierkolbenpumpe vorgelagert ist, über ein Einlassventil mit Drucköl versorgt. Der Förderkolben sitzt am Anfang eines Kolbenraumes, und wird bei der magnetischen Beaufschlagung in den Kolbenraum hineinbewegt, wodurch sich das dort befindliche Drucköl gegen ein Druckventil verdichtet, welches sich öffnet, worauf das Drucköl einen Steuerkolben passiert. Über eine Querbohrung in einem anschließenden Kolbenraum des Steuerkolbens und ein Verbindungsstück gelangt das Drucköl in den Zylinder, wo es die Rückseite des Arbeitskolbens beaufschlagt. Dadurch wird der Arbeitskolben nach außen bewegt. Über eine Querbohrung gelangt das Drucköl in einen Rückstromkanal und wird in dem geschlossenen Kreislauf wieder zurückgeführt. Über die Bewegung des Arbeitskolbens können dann je nach Anwendung bestimmte Stellorgane betätigt werden.

Nachteilig bei der bekannten Kolbenpumpe wirkt sich ihr komplizierter und kostenaufwendiger Aufbau mit insgesamt vier verschiebbaren Kolben und mindestens einem Rückströmkanal auf. Zudem ist der Aufbau als ein geschlossenes System ausgebildet und daher nicht ohne Weiteres auf ein System übertragbar, bei dem das Hydrauliköl gefördert werden soll, um dann direkt auf bestimmte Stellglieder zu wirken und nicht um einen Arbeitskolben zu bewegen, der seinerseits dann die Stellglieder betätigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids zu entwickeln, die einfach im Aufbau ist, die mit einem relativ geringen Aufwand in Konstruktion und Kosten an vorgegebene Betriebsparameter anpassbar ist, und die eine hohe Betriebssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Kolbenstange als eine Antriebsstange ausgebildet ist, die mit ihrem einen Ende mit dem Linearmotor und mit ihrem anderen Ende mit einer Ventil-Steuerungseinheit verbunden ist, und die axial bewegbar längs durch einen mit dem Fluid befüllbaren Druckzylinder hindurchgeführt ist, in dessen Innerem der Kolben, elastisch zwischen zwei Federn eingespannt, beweglich auf der Antriebsstange geführt ist und zwei Druckräume trennt, die über jeweils eine Leitung in Wirkverbindung mit dem Linearmotor wechselweise mit einer Druckleitung und einer Saugleitung der Ventil-Steuerungseinheit verbindbar sind.

Über den elektrischen Antrieb wird die Antriebsstange mit dem Anker des Linearmotors, bzw. Linearantriebs und dem beweglichen Teil der Ventil-Steuerungseinheit in Schwingungen versetzt. Die Antriebsstange führt dadurch axiale Bewegungen relativ zu dem (feststehenden) Druckzylinder aus. Durch die Schwingungen werden die Federn wechselweise gespannt und entspannt. Dadurch wirken gleichphasig Kräfte auf den Kolben. Der Kolben wiederum wirkt auf das in den Zylinder-, bzw. Druckräumen eingeschlossene Fluid und erzeugt periodische Drucküberhöhungen. Abhängig von der Amplitude der Antriebseinheit werden in der Ventil-Steuerungseinheit wechselweise die hydraulischen Leitungen, die mit den Zylinderräumen in Verbindung stehen, mit der Saugseite, bzw. der Druckseite der Pumpe in Verbindung gebracht. Abhängig vom Gegendruck der Druckseite wird das Fluid, dass sich in dem jeweils komprimierten Zylinderraum befindet, über die Ventil-Steuerungseinheit ausgeschoben. Gleichzeitig kann auf der Saugseite der Pumpe Fluid in den unter Unterdruck stehenden Zylinderraum angesaugt werden. Mit jeder Bewegung der Antriebsstange in die eine oder andere Richtung wird somit Fluid auf der Druckseite ausgeschoben, bzw. an der Saugseite angesaugt.

Durch die Verbindung der Antriebsstange mit dem Linearantrieb einerseits und mit der Ventil-Steuerungseinheit andererseits sowie dem dazwischen liegenden Druckzylinder mit dem darin elastisch gelagerten Kolben wird eine Kolbenpumpe geschaffen, die durch ihre modulare Bauweise konstruktiv vereinfacht ist, insbesondere durch eine vereinfachte Ventilsteuerung. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat durch die beidseitig elastische Führung des Kolbens in Wirkverbindung mit dem Linearantrieb einen günstigen volumetrischen und mechanischen Wirkungsgrad und eine verbesserte Betriebssicherheit. Durch eine koaxiale Anordnung von Linearmotor, der durch den Druckzylinder und den Kolben gebildeten Pumpeneinheit und der Ventil-Steuerungseinheit, vorzugsweise mit mittiger Ausrichtung der Pumpeneinheit lässt sich ein besonders kompakter und effektiver Aufbau erzielen.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere für den Einbau innerhalb eines hydraulischen Steuerungssystems eines automatisierten Fahrzeuggetriebes geeignet. Grundsätzlich ist sie jedoch für alle Anwendungen geeignet, in denen ein Fluid unter Druck gefördert werden soll. Die einzelnen Module Linearmotor, Druckzylinder mit Kolben und Ventil-Steuereinheit können mit relativ geringem Aufwand durch eine entsprechende Auslegung des Linearmotors, Dimensionierung des Druckzylinders, Auswahl geeigneter Ventile für die Ventil-Steuereinheit, an vorgegebene Randbedingungen, beispielsweise an einen vorgegebenen Volumenstrom und ein vorgegebenes Druckniveau zur Beaufschlagung der Stellglieder eines Doppelkupplungsgetriebes zur Durchführung von Gangwechseln, angepasst werden. Weiterhin ermöglicht die modulare Bauweise der erfindungsgemäßen Pumpe mit der zentralen Antriebsstange, dass alle Dichtstellen als Bohrungen ausführbar sind, die mit relativ geringem Aufwand sehr präzise herstellbar sind, wodurch eine sehr geringe interne Leckage erreichbar ist. Dabei kann die Dichtlänge des Kolbens sehr lang ausgeführt werden, was die interne Leckage weiter reduziert.

Bei der Auslegung der Kolbenpumpe kommt es entscheidend auf die jeweiligen Randbedingungen des zu versorgenden Steuerungssystems an. Das Schluckvolumen der Pumpe, d.h. das Fördervolumen je Kolbenhub, ist vom Gegendruck des Systems abhängig. Je höher der Gegendruck, desto geringer der Förderstrom. Bedingt durch die elastische Kolbenführung, d.h. die Ausführung der Federn, hat die Kolbenpumpe einen Maximaldruck. Übersteigt der Gegendruck diesen Maximaldruck, wird der Förderstrom zu Null. Damit hat die Pumpe eine eingebaute Sicherheitsfunktion, für den Fall einer Fehlfunktion, bzw. Fehlsteuerung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventil-Steuerungseinheit im Wesentlichen als ein über die Antriebsstange betätigbares Wege-Ventil ausgebildet.

Durch die Antriebsstange wird ein bewegliches Teil des Wege-Ventils betätigt, so dass wechselweise die Leitungen der Druckräume, die mit der Ventil-Steuerungseinheit verbunden sind, mit dem Druckauslass, bzw. der Saugseite der Pumpe verbunden werden. Dadurch wird eine druckunabhängige Ventilsteuerung realisiert, die insbesondere keinen bestimmten Mindestdruck erfordert, was die Ansteuerung der Kolbenpumpe weiter vereinfacht. Weiterhin ist die Ventil-Steuereinheit als ein separates Bauteil ausgebildet. Dadurch müssen keine Ventile direkt an den Druckräumen verbaut werden, was sich kostengünstig auswirkt. Grundsätzlich kann die Ventil-Steuereinheit auch mit vier Einweg- bzw. Überdruckventilen (Anschlüsse für Druckauslass, Saugeinlass, Druckräume) realisiert werden. Diese Ventile öffnen in Abhängigkeit vom erzeugten Druck und lassen das Fluid ausströmen, bzw. auf der Saugseite nachfließen.

Da der Förderstrom diskontinuierlich ist, ist eine hydraulische Schwingungsdämpfung vorteilhaft, um einen möglichst schwankungsarmen Volumenstrom zu generieren.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das dem Linearmotor zugehörige Ende der Antriebsstange als ein Permanentmagnet-Anker ausgebildet, der über ein Magnetleitstück von einem als Elektromagnet ausgebildeten Stator durch Beaufschlagen des Ankers mit einem Wechselfeld mittels einer Kommutierungs-Elektronik in lineare Schwingungen versetzbar ist.

Dadurch, dass der mit der Antriebsstange verbundene Anker als eine Permanentmagnet ausgebildet ist, kann der elektrische Antrieb auf einfache Weise bürstenlos betrieben werden und damit unter Öl laufen. Der Stator ist dabei als ein Hubmagnet wirksam, der einen entsprechenden Kolbenhub erzeugt. Die Kommutierungs-Elektronik ist gegenüber elektrisch kommutierten Rotationsmotoren erheblich einfacher und kann durch ein einfaches Wechselfeld oder eine Ein-/Aus-Funktion realisiert werden. Dabei ist es vorteilhaft, den elektrischen Kreis des Antriebs als rückgekoppelten Schwingkreis in Resonanz zu betreiben. Weiterhin ist der elektronisch kommutierte Linearantrieb besonders bauraumsparend, und vermeidet die bei den herkömmlichen drehgesteuerten Elektromotoren auftretenden Querkräfte, was sich verschleißmindernd auswirkt.

Besonders vorteilhaft ist es, die Federn mit Hilfe von Federsitzen, die fest mit der Antriebsstange verbunden sind, in ihrer Lage zu fixieren, um den Kolben einzuspannen. Die Position der Federsitze auf der Antriebsstange kann an die je nach der erforderlichen Federkonstante günstigsten Federlänge angepasst werden. Die Federn können an den Federsitzen befestigt sein, so dass ein Ablösen der Feder von dem Federsitz bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens ausgeschlossen ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Federn jeweils mit dem dem Kolben abgewandten Federende direkt an der Antriebsstange zu befestigen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielhaft veranschaulicht ist.
Die Zeichnung zeigt:
1: Eine schematische Ansicht einer Kolbenpumpe im Längsschnitt.
Eine Kolbenpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Linearmotor 1, einer Pumpeneinheit 2 und einer Ventil-Steuerungseinheit 3, die über eine Antriebsstange 4 koaxial miteinander verbunden sind.
Die in 1 schematisch dargestellte Kolbenpumpe ist beispielsweise in ein hydraulisches Steuerungssystem eines Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeuges integriert.
Der Linearmotor 1 besteht aus einem zylindrisch ausgebildeten Elektromagneten als Stator 5 mit u-förmigem Längsschnitt, der in Wirkverbindung mit einem Magnetleitstück 7 als ein Hubmagnet auf einen Anker 6 wirksam ist. Der Anker 6 ist als ein Permanentmagnet ausgebildet und mit der Antriebsstange 4 fest verbunden. Der Elektromagnet 5 ist über eine Kommutierungs-Elektronik 23 bestrombar. Durch Anlegen einer Wechselspannung, bzw. eines Wechselfeldes ist der Anker 6 und somit die Antriebsstange 4 in lineare Schwingungen versetzbar.
Der Antrieb 1 wirkt auf die Pumpeneinheit 2 und die Ventil-Steuerungseinheit 3. Die Pumpeneinheit 2 besteht aus einem beidseitig wirkenden Kolben 9 in einem Druckzylinder 8. Durch den Kolben 9 werden zwei Druckräume (Zylinderräume) 14 und 15 getrennt und über den Umfang des Kolbens 9 gegen die Innenwand des Druckzylinders 8 abgedichtet. Der Kolben 9 ist auf der Antriebsstange 4 verschiebbar gelagert und zwischen zwei, vorteilhaft als Scheiben ausgebildeten, Federsitzen 12 und 13, die fest auf der Antriebsstange 4 sitzen und zwei Federn 10 und 11 elastisch eingespannt. Die beiden Zylinderräume 14 und 15 stehen über hydraulische Leitungen 16 und 17 mit der Ventil-Steuerungseinheit 3 in Verbindung.
Die Ventil-Steuerungseinheit 3 ist vorteilhaft als ein 3/2-Wege-Ventil 22 ausgebildet. Das Wege-Ventil 22 weist zur Pumpeneinheit 2 hin zwei Anschlüsse für die Hydraulikleitungen 16 und 17 auf. Zu dem (nicht dargestellten) hydraulischen Steuerungssystem (Doppelkupplung) hin weist das Wege-Ventil 22 ein Anschluss für eine Druckleitung 18, d.h. für den Pumpenauslass, und einen Anschluss für eine Saugleitung 19, d.h. für einen Saugeinlass, auf. Der Saugeinlass 19 wird aus einem Reservoir (Tank) 20 mit Hydrauliköl gespeist. Parallel mit dem Pumpenauslass 18 ist ein hydraulischer Schwingungsdämpfer 21 verbunden.
Im Förderbetrieb der Kolbenpumpe, bzw. Hub-Kolbenpumpe, wird die Antriebsstange 4 durch den Linearmotor 1 in Schwingungen versetzt. Dies bewirkt, dass die Federn 10, bzw. 11 wechselweise gespannt und entspannt werden. Die Federkräfte wirken gleichphasig auf den Kolben 9, der seinerseits periodische Drucküberhöhungen, bzw. Unterdrücke des in den Zylinderräumen 14, bzw. 15 eingeschlossenen Fluids erzeugt. Gleichzeitig schaltet die axiale Bewegung der Antriebsstange 4 das Wege-Ventil 22 und verbindet den jeweiligen Druckraum 14, bzw. 15, in der gerade eine Drucküberhöhung erzeugt wurde, über die Hydraulikleitung 16, bzw. 17, mit dem Pumpenauslass 18, und den anderen Druckraum, in dem entsprechend gerade ein Unterdruck erzeugt wurde mit dem Saugeinlass 19. Das auf der Druckseite ausgeschobene Drucköl steht dann der hydraulischen Steuerung, beispielsweise zur Betätigung eines oder mehrerer Schaltglieder zur Verfügung. Aus dem Tank 20 wird gleichzeitig Fluid nachgeführt, dass bei der folgenden Gegenschwingung dann wiederum komprimiert wird. Durch den, vorteilhaft als ein Ausgleichbehälter ausgebildeten hydraulischen Schwingungsdämpfer 21 wird der an sich diskontinuierliche Förderstrom „geglättet", so dass in Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz ein quasi kontinuierlicher Förderstrom erzeugbar ist.

1: Linearmotor
2: Pumpeneinheit
3: Ventil-Steuerungseinheit
4: Antriebsstange
5: Stator
6: Anker
7: Magnetleitstück
8: Druckzylinder
9: Kolben
10: Feder
11: Feder
12: Federsitz
13: Federsitz
14: Druckraum
15: Druckraum
16: Leitung
17: Leitung
18: Druckleitung
19: Saugleitung
20: Fluid-Reservoir
21: Dämpfer
22: Wege-Ventil
23: Kommutierungs-Elektronik

Claims

Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit für ein hydraulisches Steuerungssystem eines Kraftfahrzeugs, bei der mit einem elektrischen Linearmotor ein an einer Kolbenstange angeordneter Kolben antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange als eine Antriebsstange (4) ausgebildet ist, die mit ihrem einen Ende mit dem Linearmotor (1) und mit ihrem anderen Ende mit einer Ventil-Steuerungseinheit (3) verbunden ist, und die axial bewegbar längs durch einen mit dem Fluid befüllbaren Druckzylinder (8) hindurchgeführt ist, in dessen Innerem der Kolben (9), elastisch zwischen zwei Federn (10, 11) eingespannt, beweglich auf der Antriebsstange (4) geführt ist und zwei Druckräume (14, 15) trennt, die über jeweils eine Leitung (16, 17) in Wirkverbindung mit dem Linearmotor (1) wechselweise mit einer Druckleitung (18) und einer Saugleitung (19) der Ventil-Steuerungseinheit (3) verbindbar sind.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Steuerungseinheit (3) im Wesentlichen als ein über die Antriebsstange (4) betätigbares Wege-Ventil (22) ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil-Steuerungseinheit (3) ein Schwingungsdämpfer (21) zugeordnet ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Linearmotor (1) zugehörige Ende der Antriebsstange (4) als ein Permanentmagnet-Anker (6) ausgebildet ist, der über ein Magnetleitstück (7) von einem als ein Elektromagnet ausgebildeten Stator (5) durch Beaufschlagen des Ankers (6) mit einem Wechselfeld mittels einer Kommutierungs-Elektronik (23) in lineare Schwingungen versetzbar ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungs-Elektronik (23) des Linearmotors (1) als ein rückgekoppelter elektrischer Schwingkreis ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante der Federn (10, 11) an einen vorgegebenen Pumpen-Maximaldruck angepasst ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federn (10, 11) jeweils mit ihrem dem Kolben (9) abgewandten Ende an einem fest auf der Antriebsstange (4) sitzenden Federsitz (12, 13) abstützen.
Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (10, 11) jeweils mit ihrem zugeordneten Federsitz (12, 13) fest verbunden sind.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (8) mittig zwischen dem Linearmotor (1) und der Ventil-Steuerungseinheit (3) angeordnet ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (1), die durch den Druckzylinder (8) mit dem Kolben (9) gebildete Pumpeneinheit (2) und die Ventil-Steuerungseinheit (3) koaxial angeordnet sind.