WO2019052735A1

WO2019052735A1 - Pumpenanordnung für ein hydraulikaggregat mit einem pumpenkolben

Info

Publication number: WO2019052735A1
Application number: PCT/EP2018/070553
Authority: WO
Inventors: Oliver Gaertner
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-03-21
Also published as: JP2020532457A; KR20200054195A; DE102017216002A1; KR102646443B1; CN111094743A; US20200180584A1; US10946851B2; JP6987221B2; CN111094743B; EP3682111A1

Abstract

Bei einer Pumpenanordnung (66) für ein Hydraulikaggregat (14) einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse (16) und einem in dem Pumpengehäuse (16) axial hin- und herverschiebbar geführten Pumpenkolben (22), ist radial zwischen dem Pumpenkolben (22) und dem Pumpengehäuse (16) ein Dämpfungselement (68) vorgesehen, mittels dem während eines Betriebes der Pumpenanordnung (66) auftretende Vibrationen des Pumpenkolbens (22) gedämpft sind.

Description

Beschreibung

Titel

Pumpenanordnung für ein Hydraulikaggregat mit einem Pumpenkolben Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für ein Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse und einem in dem Pumpengehäuse axial hin- und herverschiebbar geführten Pumpenkolben.

Pumpenkolben dienen in einer Pumpenanordnung eines Hydraulikaggregats dazu, Hydraulikfluid in ein zugehöriges Pumpengehäuse zu saugen und von dort unter Druck in einen Hydraulikkreislauf zu pumpen. Damit kann in Hydraulikaggregaten von Fahrzeugbremsanlagen, wie insbesondere bei ABS/ESP Hydraulikeinheiten, ein geregelter Bremsdruck in Bremskreisen bereitgestellt werden. Dazu ist meist eine Radialkolbenpumpe vorgesehen, bei der sich mehrere Pumpenelemente mit jeweils einer Pumpenanordnung radial und senkrecht zu einer Achse einer zugehörigen Antriebswelle bzw. Welle erstrecken.

Dabei ist der einzelne Pumpenkolben an der Welle eines Antriebsmotors an einem um die Welle angeordneten Exzenterlager eines Exzenters abgestützt. Derart abgestützt ist der Pumpenkolben mittels des Exzenters axial hin- und herverschiebbar in dem Pumpengehäuse und einem zugehörigen Pumpenzylinder geführt. Zudem sind in dem Pumpengehäuse ein Ansaugraum und ein Druckraum bzw. Pumpeninnenraum sowie ein Einlassventil und ein Auslassventil vorgesehen. Die Ventile dienen zum Steuern eines Hydraulikfluidstroms bei einer Pumpbewegung des Pumpenkolbens. Ferner sind innerhalb des Pumpengehäuses niederdruckseitig radial zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse als Dicht- und Führungselemente ein Führungsring, ein Dichtring und ein Stützring angeordnet. Dabei dient der Führungsring zum Führen des Pumpenkolbens in dem Pumpengehäuse, der Dichtring als Fluiddichtung zwischen dem Pumpen- innenraum und einem Pumpenaußenraum und der Stützring zum Abstützen des Dichtrings. Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist eine Pumpenanordnung für ein Hydraulikaggregat einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse und einem in dem Pumpengehäuse axial hin- und herverschiebbar geführten Pumpenkolben geschaffen. Dabei ist radial zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse ein

Dämpfungselement vorgesehen, mittels dem während eines Betriebes der Pumpenanordnung auftretende Vibrationen des Pumpenkolbens gedämpft sind.

In der Regel treten bei einem Betrieb der Pumpenanordnung im Wesentlichen bei einer Rotationsbewegung eines Exzenterlagers am Exzenterlager selbst Vibrationen auf, die sich auf den dort abgestützten Pumpenkolben bzw. Kolben übertragen. Insbesondere werden dadurch Vibrationen bzw. Schwingungen des Kolbens radial zu seiner Kolbenachse verursacht. Die derart verursachten Vibrationen sind mittels des erfindungsgemäßen Dämpfungselements dahingehend gedämpft, dass die Vibrationen des Kolbens in ihren Frequenzen und Amplituden minimiert oder sogar verhindert sind. Derart verhindert, können keine Vibrationen an Dicht- und Führungselementen übertragen werden, die den Kolben umgreifen. Andernfalls destabilisieren solche Vibrationen die Dichtelemente in ihrer abdichtenden und die Führungselemente in ihrer führenden Wirkung. Also kann mittels des erfindungsgemäßen Dämpfungselements eine Dicht- und Führungssituation während des Betriebes der Pumpenanordnung erheblich verbessert werden. Ein unerwünschter Lufteintrag in ein Hydrauliksystem und/oder eine Leckage des Bremsfluids kann stark reduziert oder verhindert werden. Es kann an dem Hydraulikaggregat eine besonders zuverlässige Bremswirkung bereitgestellt werden.

Insbesondere ist mittels des erfindungsgemäßen Dämpfungselements eine unerwünschte Übertragung der Vibrationen auf einen den Kolben umgreifenden Dichtring vermieden. Derart vermieden, ist die abdichtende Wirkung des Dichtrings während des gesamten Betriebes der Pumpenanordnung sichergestellt. Der Dichtring ist bevorzugt zwischen einem mit Hydraulikfluid zu füllenden Pum- peninnenraum und einem Pumpenaußenraum angeordnet. Derart angeordnet, kann der Dichtring dann während des Betriebes immer zuverlässig fluidabdich- tend zwischen dem Pumpeninnenraum und dem Pumpenaußenraum wirken. Der Pumpenaußenraum ist insbesondere ein Exzenterraum, in dem sich der Exzenter mit seinem Exzenterlager und seiner Welle befindet. An dem Exzenterlager ist senkrecht zur Welle der Kolben abgestützt, der mittels Rotationsbewegungen der Welle translatorisch hin und her zu bewegen ist. Dabei treten hochfrequente Vibrationen an dem Exzenterlager auf, die sich auch auf den Kolben übertragen. Der Kolben neigt dazu, innerhalb eines ihm zur Verfügung stehenden

Führungsspiels sich mit Schwingungen im Hochfrequenzbereich und zugehörigen Amplituden bzw. Auslenkungen quer, insbesondere radial, zu seiner Kolbenachse zu bewegen. Mittels des Dämpfungselements können diese Bewegungen in ihrer Frequenz und Auslenkung gedämpft bzw. eingeschränkt und sogar kom- plett eingestellt werden. Damit können die Vibrationen nahezu am Entstehungsort verhindert werden. Andernfalls werden die entsprechenden Frequenzen insbesondere auf den Dichtring übertragen, dessen Material in Abhängigkeit seiner Temperatur den hochfrequenten Auslenkungen oftmals nicht folgen kann. Dabei hebt sich der Kolben von dem Dichtring ab. Ein Spalt zwischen dem Kolben und dem Dichtring entsteht, der die fluiddichtende Wrkung des Dichtrings verringert.

Eine solche Spaltbildung ist erfindungsgemäß zuverlässig verhindert.

Bevorzugt hat das erfindungsgemäße Dämpfungselement eine rein schwin- gungsdämpfende Funktion und keine fluidabdichtende Funktion, wie sie bei ei- nem Dichtring erforderlich ist. Damit kann immer ein funktionsgerechtes Material für das Dämpfungselement ausgewählt werden, mit dem gezielt seine schwin- gungsdämpfenden Eigenschaften optimiert werden können. Es müssen keine Kompromisse hinsichtlich einer bei einem Dichtring erforderlichen fluidabdichten- den Wirkung gemacht werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorteilhaft radial zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse ein Dichtring zum Abdichten eines in dem Pumpengehäuse angeordneten, mit Hydraulikfluid zu füllenden Druckraums vorgesehen, wobei der Dichtring an der dem Druckraum zugewandten Seite des Dämpfungsele- ments angeordnet ist. Derart angeordnet, ist mit dem Dichtring aufgrund seiner fluidabdichtenden Wirkung ein Kontakt des Hydraulikfluids mit dem Dämpfungselement vermieden. Wie bereits beschrieben, ist mittels des erfindungsgemäßen Dämpfungselements zugleich sichergestellt, dass der Dichtring über den gesamten Betrieb der Pumpenanordnung hinweg zuverlässig abdichtend wirkt. Damit ist immer gewährleistet, dass das Dämpfungselement mit dem Hydraulikfluid nicht in

Berührung kommt und das Hydraulikfluid nicht materialschädigend auf das Dämpfungselement einwirken kann. Somit hat das Dämpfungselement eine lange Lebensdauer. Zudem muss das Dämpfungselement kein hydraulikfluidresis- tentes Material aufweisen. Das Material kann kostengünstig und funktionsgerecht rein auf seine dämpfende Funktion ausgelegt sein.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist das Dämpfungselement aus einem Material gestaltet, das einen anderen Härtegrad aufweist als das Material, aus dem der Dichtring gestaltet ist. Bevorzugt hat das Material des Dämpfungselements einen größeren Härtegrad als das Material des Dichtrings. Einen größeren Härtegrad hat das Material des Dämpfungselements insbesondere dann, wenn es eine größere Härte und/oder Festigkeit als das Material des Dichtrings hat. Unter der Härte ist ein mechanischer Widerstand zu verstehen, den das Material einem mechanischen Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. Unter der Fes- tigkeit ist ein Widerstand zu verstehen, den das Material gegenüber einem Verformen oder Trennen aufweist. Derart gestaltet, hat das Material des Dämpfungselements einen größeren Widerstand gegen ein Verformen mittels der Vibrationen des Kolbens. Damit kann das Material des Dämpfungselements während des Betriebes gezielt den Vibrationen des Kolbens entgegenwirken und dessen Vibrationen dämpfen, während das Material des Dichtrings nicht belastet wird. Das Material des Dichtrings wirkt während des gesamten Betriebes zuverlässig abdichtend.

Alternativ ist das Dämpfungselement vorteilhaft aus einem Material gestaltet, das einen geringeren Härtegrad aufweist als das Material des Dichtrings. Eine solche

Gestaltung kann unter bestimmten Voraussetzungen vorteilhaft sein. Bevorzugt unterscheiden sich die Materialien des Dämpfungselements und des Dichtrings nicht primär in dem Härtegrad, um ihre Funktion erfüllen zu können, sondern in ihrem Material selbst, insbesondere in ihren elastischen und/oder viskoelasti- sehen Eigenschaften. Besonders bevorzugt weist das Material des Dämpfungselements größere elastische und/oder viskoelastische Eigenschaften auf als das Material des Dichtrings. Eine Elastizität bewirkt, dass sich das Dämpfungselement sofort und reversibel verformen kann. Viskoelastische Eigenschaften sind teilweise elastisch und teilweise viskos. Aufgrund der elastischen Eigenschaften verformt sich das Dämpfungselement sofort, begrenzt und reversibel, während es sich aufgrund der viskosen Eigenschaften zeitabhängig, unbegrenzt und irreversibel verformt. Damit können die Vibrationen des Kolbens nicht nur mittels der elastischen Eigenschaften von dem Material des Dämpfungselements aufgenommen und wieder abgegeben werden, sondern mittels der viskosen Eigenschaften im Material selbst aufgenommen werden. Es ist eine besonders gut dämpfende Wirkung des Dämpfungselements auf die Vibrationen des Kolbens insbesondere im Hochfrequenzbereich erreicht. Bei einer Verformung des Materials des Dämpfungselements mit den größeren elastischen und/oder viskoelastischen Eigenschaften im Vergleich zum Material des Dichtrings wirken entsprechend größere elastische Gegenkräfte von dem Dämpfungselement auf den Kolben. Das Material des Dichtrings wird diesbezüglich von den Vibrationen des Kolbens nicht beeinflusst.

Weist das Material des Dichtrings bevorzugt einen größeren Härtegrad auf als das Material des Dämpfungselements, kann sich der Dichtring weniger verformen als das Dämpfungselement. Der Dichtring liegt zuverlässig abdichtend am Kolben an, während die Vibrationen des Kolbens von dem Dämpfungselement mittels dessen höherer Elastizität bzw. Viskoelastizität aufgenommen werden.

Des Weiteren ist das Dämpfungselement erfindungsgemäß vorteilhaft mit einem Elastomer gestaltet. Ein Elastomer ist ein formfestes, elastisch verformbares Polymer. Das Elastomer kann durch Druck seine Form kurzzeitig verändern und nach Beendigung des Drucks schnell wieder seine ursprüngliche Form annehmen. Das Elastomer ist weitmaschig vernetzt und daher flexibel. Derart flexibel, kann das Elastomer die Vibrationen des Kolbens besonders schnell und umfangreich schwingungsdämpfend aufnehmen. Zu den Elastomeren gehören alle Arten von vernetztem Kautschuk. Bevorzugte Elastomere sind Naturkautschuk (N R), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloro- pren- Kautschuk (CR), Butadien- Kautschuk (BR) und Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM). Vorzugsweise ist das Elastomer dabei mit EPDM gestaltet. EPDM weist eine besonders hohe Elastizität auf, mit der die Vibrationen dämpfend aufgenommen werden können und mit der das Dämpfungselement danach wieder seine ursprüngliche Form annehmen kann.

Bevorzugt ist das Dämpfungselement mit einem Elastomer gestaltet, dass nicht hydraulikfluidresistent, insbesondere nicht bremsflüssigkeitsresistent ist. Ein solches Dämpfungselement ist kostengünstig und kann gezielt auf seine schwin- gungsdämpfende Funktion ausgerichtet werden.

Ferner ist das Dämpfungselement erfindungsgemäß vorteilhaft mit einem

Viskoelastomer gestaltet und weist damit viskoelastische Eigenschaften auf. Mit den viskoelastischen Eigenschaften können, wie bereits beschrieben, die Vibrationen des Kolbens besonders umfassend gedämpft werden.

Zudem weist erfindungsgemäß vorzugsweise das Dämpfungselement eine Kolbenanlagefläche zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche des Kolbens und eine der Kolbenanlagefläche abgewandte Stützfläche zum Abstützen an eine Innenfläche im Pumpengehäuse bzw. Gehäuse auf. Dabei ist die Kolbenanlagefläche kleiner als die Stützfläche. Mit einer solch kleineren Kolbenanlagefläche hat das

Dämpfungselement kolbenseitig eine geringere Oberfläche als gehäuseseitig. Im und am Gehäuse kann das Dämpfungselement mit einer solch größeren Stützfläche stabil und über einen weiten Bereich schwingungsdämpfend anliegen. Zugleich kann eine Reibung zwischen der Kolbenaußenfläche und der Kolbenanla- gefläche des Dämpfungselements bei einem Hin- und Herverschieben des Kolbens möglichst gering gehalten werden. Es kann sich der Kolben weitgehend ungehindert translatorisch bewegen und das Dämpfungselement verschleißt reibungsbedingt nur wenig. Bautechnisch besonders einfach ist die Innenfläche bevorzugt direkt die Innenfläche des Gehäuses als Gehäuseinnenfläche.

Darüber hinaus weist das Dämpfungselement erfindungsgemäß vorteilhaft eine Kolbenanlagefläche zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche des Kolbens auf, wobei die Kolbenanlagefläche mit einer reibungsmindernden Beschichtung gestaltet ist. Die reibungsmindernde Beschichtung ist dabei eine Beschichtung, die einen geringeren Reibkoeffizienten aufweist als das Material des Dämpfungs- elements ohne reibungsmindernde Beschichtung. Mittels der derartigen Beschichtung ist eine Reibung zwischen der Kolbenaußenfläche und der Kolbenanlagefläche beim Hin- und Herverschieben des Kolbens minimiert. Dazu ist die reibungsmindernde Beschichtung bevorzugt eine Glattlackbeschichtung und/oder eine Fettbeschichtung bzw. Befettung. Mittels der Glattlackbeschichtung ist eine besonders glatte und reibungsarme Oberfläche geschaffen. Besonders bevorzugt hat die Glattlackbeschichtung eine Silikon- und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE)-Basis. Mit der Silikon- bzw. Polysiloxan-Basis ist eine Beschichtung erreicht, die besonders flexibel ist und das Dämpfungselement in seiner dämpfenden Wirkung nicht behindert. Mit der PTFE-Basis ist eine Beschichtung geschaffen, die einen besonders geringen Reibkoeffizienten hat und bei der eine Haftreibung in ihrer Größe einer Gleitreibung zwischen zwei Körpern entspricht. Damit kann beim Starten einer Bewegung des Kolbens ein Übergang von einem Stillstand zur Bewegung ohne Ruck bzw. Stick-Slip- Effekt stattfinden.

Ferner weist das Dämpfungselement erfindungsgemäß vorteilhaft eine Kolbenanlagefläche zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche des Kolbens und eine der Kolbenanlagefläche abgewandte Stützfläche zum Abstützen an eine Innenfläche im Gehäuse auf, ist das Dämpfungselement mit einem ersten und einem zweiten Material hergestellt und ist mit dem ersten Material die Kolbenanlagefläche sowie mit dem zweiten Material die Stützfläche gebildet. Dabei weist das erste Material zur Kolbenaußenfläche einen geringeren Reibkoeffizienten auf als das zweite Material zur Innenfläche. Insbesondere hat das erste Material zur Kolbenaußenfläche eine geringere Gleitreibung als das zweite Material zur Innenfläche. Damit wird der Kolben bei seiner Translationsbewegung an seiner Kolbenaußenfläche nahezu nicht gebremst und das Dämpfungselement ist vor einem reibungsbedingten Verschleiß geschützt. Zugleich ist das Dämpfungselement an seiner Stützfläche mittels des an der Innenfläche anliegenden zweiten Materials mit dem höheren Reibkoeffizienten als das erste Material vergleichsweise stabil im und am Gehäuse abgestützt. Die Innenfläche im Gehäuse ist bevorzugt eine zum Kolben gewandte Innenfläche eines im Gehäuse angeordneten Bauteils, wie zum Beispiel eines Führungsrings. Bautechnisch besonders bevorzugt ist die Innenfläche direkt die Innenfläche des Gehäuses als Gehäuseinnenfläche. Vorzugsweise ist das erste Material PTFE, das oft mit dem Handelsnamen Teflon der Firma DuPont bezeichnet wird. PTFE ist herausragend reibungsarm und sehr formstabil. Damit können keine wesentlichen Scherkräfte zwischen dem Gehäuse und dem Kolben wirken. Eine Beschädigung des Dämpfungselements mittels eines Verpressens aufgrund solcher Scherkräfte kann sicher vermieden werden.

Ferner ist mit PTFE ein unerwünschter Stick-Slip-Effekt verhindert.

Vorteilhaft ist das zweite Material ein Elastomer. Mit dem Elastomer ist eine im Vergleich zum ersten Material größere Gleitreibung des Dämpfungselements zur Innenfläche im Gehäuse geschaffen. Damit ist das Dämpfungselement beim Hin- und Herschieben des Kolbens vergleichsweise stabil am Gehäuse positioniert. Zugleich weist das Elastomer die bereits beschriebenen formfesten und elastischen Eigenschaften auf, die für die schwingungsdämpfende Funktion des Dämpfungselements besonders von Vorteil sind. Das Elastomer dämpft die ra- dialen Schwingungen des Kolbens besonders zuverlässig, während der Kolben nahezu ungehindert an dem ersten Material des Dämpfungselements translatorisch vorbeigleiten kann. Als Elastomere sind bevorzugt die bereits beschriebenen Elastomere verwendet, besonders bevorzugt EPDM. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Material vorzugsweise mit einem Viskoelastomer gestaltet, mit dem die bereits beschriebenen Vorteile erreicht werden können.

Bevorzugt umgreift das Dämpfungselement den Kolben nur teilweise. Derart umgriffen, kann eine Reibung zwischen dem Dämpfungselement und dem Kolben bei ausreichend starker Dämpfung verringert werden.

Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft weist das Dämpfungselement eine Ringform auf, die den Pumpenkolben umfänglich umgreifend gestaltet ist. Derart gestaltet, ist der Kolben an seinem gesamten Umfang stabil von der Ringform des Dämpfungselements umgriffen und eine besonders gleichmäßige dämpfungs- mindernde Wirkung ist erreicht.

Mittels der Ringform ist ein kreisförmiger Dämpfungsring gebildet, dessen Querschnitt bevorzugt fertigungstechnisch einfach O-förmig oder rechteckförmig gestaltet ist. Besonders bevorzugt weist die Ringform einen rechteckförmigen Querschnitt auf, bei dem kolbenseitig eine Ecke abgeschrägt oder abgestuft ist. Damit ist eine geringere Kolbenanlagefläche im Vergleich zur Stützfläche mit den bereits genannten Vorteilen erreicht. Vorteilhaft ist die Ringform mit einem recht- eckförmigen Querschnitt gestaltet, der gehäuseseitig alternativ oder zusätzlich eine Abschrägung oder Abstufung einer Ecke aufweist. Damit kann der Dämpfungsring gezielt in das Pumpengehäuse eingepasst bzw. abgestützt werden. Ganz besonders bevorzugt ist die Ringform als Quadring mit einem annähernd quadratischen Querschnitt gestaltet. Zwischen den Ecken des Quadrats ist jeweils eine Einbuchtung im Material vorgesehen. Ein solcher Quadring ist im Vergleich zum O-Ring oder Rechteckring in radialer Richtung weniger steif und kann bei der Aufnahme von Vibrationen des Kolbens besser verformt werden. Zudem weist der Quadring dank seiner Einbuchtung reibungsmindernd eine geringere Kolbenanlagefläche als ein Rechteckring auf. Ferner kann die Einbuchtung zum Aufnehmen eines Schmierstoffes für eine geringere Reibung dienen.

Bei einer Gestaltung des Dämpfungselements mit einem ersten und einem zweiten Material, wobei das erste Material die Kolbenanlagefläche und das zweite Material die Stützfläche bildet, und das erste Material zur Kolbenaußenfläche einen geringeren Reibkoeffizienten als das zweite Material zur Innenfläche aufweist, ist es bevorzugt, den Querschnitt des Dämpfungselements so zu gestalten, dass das Dämpfungselement mit seinem ersten Material einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, dessen längere Grundseite kolbenseitig angeordnet ist. Dort können die Vibrationen des Kolbens über einen weiten Bereich aufgenommen werden. Damit ist zwar eine größere Reibfläche der Kolbenanlagefläche erreicht, was aber den Kolben dank des reibungsarmen ersten Materials in seiner translatorischen Bewegung nicht nennenswert beeinflusst.

Zudem weist erfindungsgemäß vorteilhaft die Ringform mindestens einen dämpfenden Ringabschnitt auf. Die Ringform umgreift dabei stabil den Kolben, während die dämpfende Wirkung des Dämpfungselements mit dem mindestens einen dämpfenden Ringabschnitt nur abschnittsweise erfolgt. Mit einer solchen abschnittsweisen Dämpfung ist die Reibung zur Kolbenaußenfläche verringert. Bevorzugt sind dazu mindestens zwei dämpfende Ringabschnitte der Ringform vorgesehen, mit denen die dämpfende Wirkung gleichmäßig über die Ringform verteilt ist. Besonders bevorzugt ist die Ringform an ihrem Innenradius mit mindestens einem kreisbogenförmigen, vom Dämpfungsring nach radial innen abste- henden Kreissegment als dämpfenden Ringabschnitt versehen. Das mindestens eine Kreissegment bildet kolbenseitig die Kolbenanlagefläche. Ein solcher segmentierter Kreisring hat eine geringere Kolbenanlagefläche im Vergleich zur Stützfläche, die sich radial außen am Dämpfungsring erstreckt und ist mit der Ringform trotzdem stabil um den Kolben positioniert.

Ferner ist erfindungsgemäß vorzugsweise radial zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ein Führungsring zum Führen des Kolbens in dem Gehäuse vorgesehen, wobei das Dämpfungselement in dem Führungsring implementiert, insbesondere integriert ist. Derart implementiert kann das Dämpfungselement zusammen mit dem Führungsring besonders einfach maßgerecht und an der richtigen Stelle im Gehäuse montiert werden. Bevorzugt ist dazu das Dämpfungselement kolbenseitig an den Kolben angrenzend und gehäuseseitig an den Führungsring angrenzend angeordnet und ortsgenau in einer Ringstufe des Führungsrings aufgenommen. Damit ist das Dämpfungselement stabil im Führungsring positioniert und kann direkt dämpfend auf den Kolben wirken.

Bevorzugt ist das Dämpfungselement für eine einfache Montage an einer passenden Schnittstelle in dem Gehäuse implementiert, bevor weitere Bauteile des Pumpenelements einzufügen sind. Besonders bevorzugt ist das Dämpfungselement fertigungstechnisch einfach auf bzw. um den Kolben montiert und kann als eine Baugruppe mit dem Kolben in das Gehäuse eingebaut werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Pumpenanordnung eines Hydraulikaggregats gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung der Ansicht gemäß Fig. 1 während des Betriebes,

Fig. 3 die Ansicht gemäß Fig. 2 eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung,

Fig. 4 die Ansicht gemäß Fig. 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung, Fig. 5 eine Draufsicht einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 6 den Schnitt Vl-Vl gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine geschnittene Schrägansicht einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 8 die Ansicht gemäß Fig. 8 einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 9 die Ansicht gemäß Fig. 8 einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 10 den Schnitt X-X gemäß Fig. 5 einer fünften Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 11 eine geschnittene Schrägansicht einer sechsten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements,

Fig. 12 eine geschnittene Schrägansicht einer siebten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements, und

Fig. 13 eine Draufsicht einer achten Variante des erfindungsgemäßen Dämpfungselements.

In Fig. 1 und 2 ist ein Pumpenelement 10 einer nur teilweise dargestellten Radialkolbenpumpe 12 innerhalb eines nur teilweise abgebildeten Hydraulikaggregats 14 einer Fahrzeugbremsanlage gezeigt. Das Pumpenelement 10 umfasst ein Pumpengehäuse bzw. Gehäuse 16, das mittels einer Bohrung 18 in einem Hydraulikblock 20 gestaltet ist. Ferner gehört zum Pumpenelement 10 ein Pumpenkolben bzw. Kolben 22, der mittels eines Exzenters 24 innerhalb des Gehäuses 16 translatorisch hin und her zu bewegen bzw. zu verschieben ist. Der Exzenter 24 umfasst als Exzenterantrieb eine nicht dargestellte Antriebswelle und ein Exzenterlager 26, an dem der Kolben 22 weitgehend senkrecht und radial abgestützt ist.

Der Kolben 22 ist vorliegend ein mehrteiliger Pumpenkolben. Dazu umfasst der Kolben 22 einen an dem Exzenterlager 26 abgestützten Kolbenstößel 28 und eine an den Kolbenstößel 28 angrenzende Kolbenhülse 30 mit einem Einlass 32. Durch den Einlass 32 kann als Hydraulikfluid ein Bremsfluid nach radial innen in die Kolbenhülse 30 strömen. Aus der Kolbenhülse 30 führt ein Einlassventil 34 das Bremsfluid in einen Hochdruckbereich 36, der von einem die Kolbenhülse 30 umgreifenden Zylinderbecher 38 umschlossen ist. Radial zwischen dem Zylinderbecher 38 und der Kolbenhülse 30 ist ein ringförmiges Kolbendichtelement 40 angeordnet, mit dem der Hochdruckbereich 36 gegenüber einem zu der Kolbenhülse 30 und dem Einlass 32 gehörenden Niederdruckbereich 42 abgedichtet ist.

Derart abgedichtet, ist der Kolben 22 längs seiner Kolbenachse 44 axial hin- und herverschiebbar mittels des Exzenters 24 in dem Zylinderbecher 38 geführt. Der Zylinderbecher 38 bildet einen Teil eines mehrteiligen Pumpenzylinders 46, zu dem ferner ein ringförmiger, um die Kolbenhülse 30 angeordneter Filter 48 ge- hört. Der Filter 48 filtert das durch den Einlass 32 einströmende Bremsfluid.

Zugleich stützt der Filter 48 eine Dichtungsanordnung 50 axial gegenüber einer Gehäusestufe 52 des Gehäuses 16 ab. Die Dichtungsanordnung 50 liegt zudem abdichtend radial außen am Gehäuse 16 und radial innen am Kolben 22 an. Da- mit trennt die Dichtungsanordnung 50 einen abzudichtenden Pumpeninnenraum bzw. Druckraum 54 von einem Pumpenaußenraum 56. Im Pumpenaußenraum 56 herrscht Umgebungsdruck, während im Druckraum 54 bei einem Betrieb des Pumpenelements 10 ein Pumpendruck entsteht. Der Druckraum 54 ist bei einem Herausfahren des Kolbens 22 aus dem Gehäuse 16 mit Bremsfluid durch den Einlass 32 hindurch gefüllt.

Die Dichtungsanordnung 50 umfasst einen Führungsring 58, einen Stützring 60 und einen Dichtring 62. Der Führungsring 58 befindet sich an der dem Pumpenaußenraum 56 zugewandten Seite der Dichtungsanordnung 50, ist radial außen am Gehäuse 16 abgestützt und liegt radial innen an einer zylinderförmigen Kolbenaußenfläche 64 des Kolbens 22 an. Damit ist der Kolben 22 bei seiner Bewegung gezielt geführt und quer zur Kolbenachse 44 abgestützt. Ferner ist der Stützring 60 axial zwischen dem Führungsring 58 und dem Dichtring 62 angeordnet und dient zum Abstützen des Dichtrings 62. Der Dichtring 62 befindet sich an der dem Druckraum 54 zugewandten Seite der Dichtungsanordnung 50 und bildet die eigentliche Fluiddichtung zwischen dem mit Hydraulikfluid zu füllenden Druckraum 54 sowie dem Pumpenaußenraum 56. Der Dichtring 62 ist dazu mit einem bremsfluidresistenten Material gestaltet. Fig. 2 verdeutlicht, wie während eines Betriebes des Pumpenelements 10 Vibrationen am Kolben 22 entstehen. Auf den Kolben 22 werden von dem während des Betriebes exzentrisch rotierenden Exzenterlager 26 die dort auftretenden hochfrequenten Vibrationen übertragen. Insbesondere erstrecken sich die den Vibrationen zugehörigen Amplituden dabei radial zur Kolbenachse 44, wie mit dem Doppelpfeil auf dem Kolben 22 gemäß Fig. 2 dargestellt. Von dem Kolben 22 ausgehend werden die Vibrationen auf den Dichtring 62 weitergeleitet. Dort verursachen die Vibrationen dahingehend Probleme, dass der Dichtring 62 mit seinem Material den hochfrequenten Vibrationen nicht folgen kann und sich der Kolben 22 von dem Dichtring 62 abhebt. Beim Abheben entsteht ein Spalt zwischen dem Dichtring 62 und dem Kolben 22. Der Dichtring 62 kann den Druckraum 54 nicht mehr zuverlässig gegen den Pumpenaußenraum 56 abdichten.

Fig. 3 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung 66, bei der im Unterschied zu den Fig. 1 bis 2 ein radial zwischen dem Kolben 22 und dem Gehäuse 16 angeordnetes Dämpfungselement 68 vorgesehen ist. Das Dämpfungselement 68 ist dazu angepasst, dass es beim Betrieb des Pumpenelements 10 und damit während des eines Betriebes der Pumpenanordnung 66 die am Kolben 22 auftretenden Vibrationen in ihrer Frequenz und Amplitude dämpft.

Dazu ist das Dämpfungselement 68 axial zwischen dem Stützring 60 und dem Führungsring 58 angeordnet, während der Dichtring 62 an der dem Druckraum 54 zugewandten Seite des Stützrings 60 angeordnet ist. Damit befindet sich der Dichtring 62 an der dem Druckraum 54 zugewandten Seite des Dämpfungselements 68 und dichtet den Druckraum 54 mit seinem darin sich befindenden Bremsfluid gegen das Dämpfungselement 68 ab. Das Dämpfungselement 68 kommt somit nicht mit dem Bremsfluid in Kontakt und kann mit einem nicht bremsfluidresistenten Material gestaltet sein. Das Material des Dämpfungselements 68 ist vorliegend Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und weist einen größeren Härtegrad auf als das Material des Dichtrings 62. Mittels seiner schwingungsdämpfenden Eigenschaften verhindert das Dämpfungselement 68 eine Spaltbildung zwischen der Kolbenaußenfläche 64 bzw. dem Gehäuse 16 und dem Dichtring 62. Damit kann der Dichtring 62 über den gesamten Betrieb der Pumpenanordnung 66 hinweg zuverlässig abdichtend wirken. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Dämpfungselement 68 den Kolben 22 ringförmig umgreifend als Baugruppe mit dem Kolben 22 in das Gehäuse 16 an seine passende Schnittstelle montiert worden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das Dämpfungselement 68 in einer Ringstufe 70 direkt in dem Führungsring 58 implementiert. Das Dämpfungselement 68 und der Führungsring 58 bilden eine Baugruppe, die derart in das Gehäuse 16 einzubauen ist, dass das Dämpfungselement 68 dem Druckraum 54 zugewandt ist. Eine solche Montage ist einfach und kann zielgerichtet erfolgen. In montiertem Zustand weist das Dämpfungselement 68 eine Kolbenanlagefläche

72 auf, die an der Kolbenaußenfläche 64 des Kolbens 22 anliegt. Zudem hat das Dämpfungselement 68 eine Stützfläche 74, die an einer Innenfläche 76 im Gehäuse 16 anliegt und an der das Dämpfungselement 68 am Gehäuse 16 abgestützt ist. Gemäß Fig. 3 ist dabei die Innenfläche 76 eine Gehäuseinnenfläche 78 des Gehäuses 16 selbst. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Innenfläche 76 eine das Dämpfungselement 68 umfänglich umgreifende Ringinnenteilfläche 80 des Führungsrings 58.

Fig. 5 bis 12 zeigen mehrere Varianten eines mit einer Ringform 81 gestalteten Dämpfungselements 68, das den Kolben 22 vollumfänglich umgreift. Dabei erstreckt sich über einen gesamten Innenumfang 82 der Ringform 81 hinweg die Kolbenanlagefläche 72. Bei der Variante gemäß Fig. 6 ist das Dämpfungselement 68 als O-Ring mit einem Querschnitt gestaltet, der im unbelasteten Zustand eine Kreisform aufweist. Bei den Varianten gemäß Fig. 7 bis 9 ist ein Dämp- fungselement 68 mit einem rechteckförmigen Querschnitt vorgesehen. Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der kolbenseitig an der Kolbenanlagefläche 72 eine rei- bungsmindernde Beschichtung 83 angebracht ist, die vorliegend mit Polytetraflu- orethylen (PTFE) gestaltet ist. Eine solche Beschichtung 83 ist bei Bedarf bei allen Varianten möglich, auch wenn sie nicht explizit dargestellt ist. Fig. 8 zeigt ei- ne Variante, bei der mittels einer Abschrägung 84 einer Ecke 86 der Rechteckform des Dämpfungselements 68 eine Kolbenanlagefläche 72 gebildet ist, die kleiner als die der Kolbenanlagefläche 72 abgewandten Stützfläche 74 ist. Zu demselben Zweck ist bei der Variante gemäß Fig. 9 die Ecke 86 mittels einer Abstufung bzw. Nut 88 abgestuft gestaltet. Fig. 10 zeigt eine Variante, bei der das Dämpfungselement 68 als Quadring gestaltet ist und dabei einen annähernd quaderförmigen Querschnitt mit vier Ecken 86 aufweist. Zwischen jeder Ecke 86 ist eine Einbuchtung 90 vorgesehen, mit der die Kolbenanlagefläche 72 im Vergleich zu einem Dämpfungselement 68 ohne Einbuchtung 90 verringert ist. Das Dämpfungselement 68 gemäß Fig. 5 bis 10 ist mit EPDM aus einem einzigen elastomeren Material hergestellt. Bei den Varianten gemäß Fig. 11 und 12 weist das Dämpfungselement 68 ein erstes Material 92 und ein zweites Material 94 auf. Das zweite Material 94 ist mit EPDM als Elastomer und das erste Material 92 mit PTFE als besonders reibungsarmes Material gestaltet. Mit dem ersten Ma- terial 92 ist die Kolbenanlagefläche 72 und mit dem zweiten Material 94 die

Stützfläche 74 gebildet. Derart gestaltet, hat das erste Material 92 einen geringeren Reibkoeffizienten zur Kolbenaußenfläche 64 als das zweite Material 94 zur Innenfläche 76 im Gehäuse 16. Zudem hat das Dämpfungselement 68 gemäß Fig. 11 eine mit dem reibungsarmen ersten Material 92 gestaltete Kolbenanlagefläche 72, die kolbenseitig eine zusätzlich reibungsmindernde Einbuchtung 90 aufweist. Damit ist die Kolbenanlagefläche 72 zusätzlich zum reibungsarmen Material reibungsmindernd kleiner als die Stützfläche 74 gestaltet.

Bei der Variante gemäß Fig. 12 ist eine mit dem reibungsarmen Material 92 gestalteter, im Querschnitt trapezförmiger Materialabschnitt 96 des Dämpfungselements 68 geschaffen, der mit seiner längeren Grundseite die Kolbenanlagefläche 72 bildet. Damit ist die Kolbenanlagefläche 72 zwar größer als die Stützfläche 74, ein Reibverlust kann allerdings mittels des reibungsarmen Materials 92 erfolgreich ausgeglichen werden. Zusätzlich können die Vibrationen des Kolbens 22 über einen weiteren Bereich der größeren Kolbenanlagefläche 72 in das Dämpfungselement 68 aufgenommen werden. In Fig. 13 ist eine Variante der Ringform 81 dargestellt, dessen Kolbenanlagefläche 72 sich segmentiert bzw. abschnittsweise über den Innenumfang 82 hinweg erstreckt. Dazu sind mehrere radial nach innen gerichtete Kreisringsegmente als dämpfende Ringabschnitte 98 an dem Innenumfang 82 vorgesehen, mit denen radial innen zusammen die Kolbenanlagefläche 72 gebildet ist. Bevorzugt sind vorliegend vier solcher Ringabschnitte 98 gleichverteilt am Innenumfang 82 an- geordnet. Dabei kann jeder einzelne Ringabschnitt 98 mit einem Querschnitt, wie bereits beschrieben, gestaltet sein.

Claims

Ansprüche

1. Pumpenanordnung (66) für ein Hydraulikaggregat (14) einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Pumpengehäuse (16) und einem in dem Pumpengehäuse (16) axial hin- und herverschiebbar geführten Pumpenkolben (22),

dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Pumpenkolben (22) und dem Pumpengehäuse (16) ein Dämpfungselement (68) vorgesehen ist, mittels dem während eines Betriebes der Pumpenanordnung (66) auftretende Vibrationen des Pumpenkolbens (22) gedämpft sind.

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Pumpenkolben (22) und dem Pumpengehäuse (16) ein Dichtring (62) zum Abdichten eines in dem Pumpengehäuse (16) angeordneten, mit Hydraulikfluid zu füllenden Druckraums (54) vorgesehen ist, wobei der Dichtring (62) an der dem Druckraum (54) zugewandten Seite des Dämpfungselements (68) angeordnet ist.

3. Pumpenanordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) aus einem Material gestaltet ist, das einen anderen Härtegrad aufweist als das Material, aus dem der Dichtring (62) gestaltet ist.

4. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) mit einem Elastomer gestaltet ist, das bevorzugt nicht hydraulikfluidresistent, besonders bevorzugt nicht bremsflüssigkeitsresistent ist.

5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) eine Kolbenanlagefläche (72) zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche (64) des Pumpenkolbens (22) und eine der Kolbenanlagefläche (72) abgewandte Stützfläche (74) zum Ab- stützen an eine Innenfläche (76, 78, 80) im Pumpengehäuse (16) aufweist, wobei die Kolbenanlagefläche (72) kleiner als die Stützfläche (74) ist.

6. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) eine Kolbenanlagefläche (72) zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche (64) des Pumpenkolbens (22) aufweist, wobei die Kolbenanlagefläche (72) mit einer reibungsmindernden Beschichtung (83) gestaltet ist.

7. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) eine Kolbenanlagefläche (72) zum Anlegen an eine Kolbenaußenfläche (64) des Pumpenkolbens (22) und eine der Kolbenanlagefläche (72) abgewandte Stützfläche (74) zum Abstützen an eine Innenfläche (76, 78, 80) im Pumpengehäuse (16) aufweist, das Dämpfungselement (68) mit einem ersten Material (92) und einem zweiten Material (94) hergestellt ist und mit dem ersten Material (92) die Kolbenanlagefläche (72) sowie mit dem zweiten Material (94) die Stützfläche (74) gebildet ist, wobei das erste Material (92) zur Kolbenaußenfläche (64) einen geringeren Reibkoeffizienten aufweist als das zweite Material (94) zur Innenfläche (76, 78, 80).

8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (68) eine Ringform (81) aufweist, die den Pumpenkolben (22) umfänglich umgreifend gestaltet ist.

9. Pumpenanordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ringform (81) mindestens einen dämpfenden Ringabschnitt (98) aufweist.

10. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Pumpenkolben (22) und dem Pumpengehäuse (16) ein Führungsring (58) zum Führen des Pumpenkolbens (22) in dem Pumpengehäuse (16) vorgesehen ist, wobei das Dämpfungselement (68) in dem Führungsring (58) implementiert ist.