DE102010039507A1

DE102010039507A1 - Kolbenführungselement

Info

Publication number: DE102010039507A1
Application number: DE102010039507A
Authority: DE
Inventors: Oliver Gaertner; Wolfgang Schuller; Michael Schuessler; Daniel Gosse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-02-23
Also published as: US20120042776A1; CN102425542A; FR2963953A1

Abstract

Bei einer Kolbenpumpe, insbesondere einer hydraulischen Kolbenpumpe (10), mit einem in einem Kolbengehäuse (14) verfahrbaren Kolben (16) und einem zwischen dem Kolbengehäuse (14) und dem Kolben (16) angeordneten Kolbenführungselement (62) zum Führen und/oder Lagern des Kolbens (16), ist erfindungsgemäß das Kolbenführungselement (62) als eine zumindest an einer inneren Mantelfläche (56) des Kolbengehäuses (14) oder an einer äußeren Mantelfläche (52) des Kolbens (16) ortsfest aufgebrachte Beschichtung gestaltet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine hydraulische Kolbenpumpe, mit einem in einem Kolbengehäuse verfahrbaren Kolben und einem zwischen dem Kolbengehäuse und dem Kolben angeordneten Kolbenführungselement zum Führen und/oder Lagern des Kolbens. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Kolbenpumpe sowie ein Kolbenführungselement einer derartigen Kolbenpumpe und ein Fahrzeugbremssystem mit einer Kolbenpumpe.
Kolbenführungselemente von hydraulischen Kolbenpumpen zum Führen von in einem Kolbengehäuse verschiebbar gelagerten Kolben liegen gewöhnlich axial in Längsrichtung am Kolbengehäuse an, und zwar zwischen einem Innenmantel des Kolbengehäuses und einem Außenmantel des Kolbens. In der Regel wird der Kolben im Wesentlichen an zwei Abschnitten an der inneren Oberfläche des Gehäuses geführt und gestützt.
Zum einen fungiert dabei ein hochdruckseitiger Dichtring, der ortsfest am Kolben gehaltert ist, als ein erstes Führungselement. Dieses erste Führungselement wird auch als ein bewegliches Lager bezeichnet, da sich der hochdruckseitige Dichtring mit dem Kolben relativ zum Gehäuse hin- und herbewegt.
Zum anderen ist als zweites Führungselement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben niederdruckseitig ein Führungsring, vorzugsweise aus Kunststoff – als ein ursprünglich separat vorliegendes Bauteil – eingepresst. Dieser eingepresste Führungsring liegt ortsfest an der inneren Oberfläche des Gehäuses an und wird deshalb auch als ortsfestes oder zweites Lager bezeichnet.
DE 10 2007 052 664 A1 offenbart als Führungselement einen Führungsring für einen axial hin- und herverstellbaren Pumpenkolben oder eine Pumpenstange einer Kolbenpumpe. Der Führungsring ist dabei als radiales Dämpfungselement zur Dämpfung von Radialstößen des Pumpenkolbens bzw. der Pumpenstange ausgebildet.
Des Weiteren offenbart DE 101 23 038 A1 eine Führungsring-Anordnung zur radialen Führung eines Kolbens einer Kolbenpumpe einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Führungsring-Anordnung ist im Bereich eines exzenterseitigen Endes des Kolbens angeordnet. Hierbei ist ein Führungsring aus einem insbesondere plastisch verformbaren Kunststoff in eine einen Ringsitz bildende Nut neben einem auf einer Druckseite des Führungsrings angeordneten Dichtring angeordnet. Eine der Druckseite abgewandte Stirnseite des Führungsrings und eine zugeordnete Nutwangenfläche ist konisch ausgebildet. Bei einer Druckbeaufschlagung des Dichtrings bewirkt die konische Stirnseite eine Durchmesserverengung des Führungsrings und dadurch eine selbsttätige Verkleinerung eines Führungsspiels des Führungsrings. Ein Spalt zwischen dem Kolben und dem Führungsring wird dauerhaft, auch bei Abnutzung des Führungsrings, vermieden und auf diese Weise eine Extrusion des Dichtrings in einen solchen Spalt bei Beaufschlagung mit hohem Druck verhindert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kolbenführungselement zur Verfügung zu stellen, das zum einen einen geringen Verschleiß und somit eine lange Lebensdauer aufweist und zum anderen kostengünstig herzustellen und raumsparend ein einer Kolbenpumpe zu integrieren ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist bei einer Kolbenpumpe das Kolbenführungselement zum Führen und/oder Lagern eines in einem Kolbengehäuse verfahrbaren Kolbens als eine zumindest an einer inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses oder an einer äußeren Mantelfläche des Kolbens ortsfest aufgebrachte Beschichtung gestaltet.
Die derart erfindungsgemäß ausgebildete hydraulische Kolbenpumpe umfasst einen Kolben, der in einem Innenraum – einer Bohrung – eines Kolbengehäuses ein- und ausfahrbar gelagert ist. Der Innenraum des Gehäuses ist von einer Wandung mit einer inneren Mantelfläche begrenzt. Zwischen der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und einer äußeren Mantelfläche des Kolbens ist ein erfindungsgemäßes Kolbenführungselement angeordnet, das den Kolben während des Ein- und Ausfahrens in das bzw. aus dem Gehäuse – während einer so genannten Pumpbewegung – abstützt und führt bzw. lagert.
Beim Ausfahren des Kolbens aus dem Gehäuse wird in einem Druckbereich im Innenraum des Gehäuses ein Unterdruck aufgebaut und der Kolben saugt über ein Einlassventil Fluid in den Druckbereich. Beim Einfahren in das Gehäuse drängt der Kolben das Fluid über ein Auslassventil vom Druckbereich in ein Hydrauliksystem zur Verrichtung von Arbeit. Dieser Druckbereich ist insbesondere mittels eines Dichtelements im Wesentlichen fluiddicht gegenüber einem so genannten Niederdruckbereich abgedichtet. Das erfindungsgemäße Kolbenführungselement kann dabei im Druckbereich und/oder im Niederdruckbereich angeordnet sein.
Unter einem Fluid ist vorliegend ein Gas und/oder eine Flüssigkeit zu verstehen, wie etwa eine Hydraulikflüssigkeit auf Mineral- oder Glykolbasis.
Erfindungsgemäß ist das Kolbenführungselement als eine Beschichtung ausgebildet, die im Vergleich zu einem herkömmlichen Führungsring sehr dünn ist. Das heißt, die Beschichtung ist in Relation zu einem Führungsring gemäß dem Stand der Technik als eine dünne Schicht bzw. als eine dünne Lage gestaltet.
Diese Beschichtung kann an der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und/oder an der äußeren Mantelfläche des Kolbens aufgebracht sein. Hierbei ist die Beschichtung mit der entsprechenden Mantelfläche vorzugsweise ortsfest verbunden.
Unter einer ortsfesten Aufbringung ist vorzugsweise eine Verbindung zu verstehen, bei der das Kolbenführungselement und das Kolbengehäuse bzw. das Kolbenführungselement und der Kolben eine Einheit bilden und, insbesondere bei der Montage und beim Betrieb der Kolbenpumpe, fest verbunden bleiben. Die Beschichtung ist vorzugsweise bei einer zylinderförmigen Ausbildung des Kolbens und des Gehäuses in Form eines Rings gestaltet, der den Kolben bzw. das Gehäuse über einen bestimmten Längenabschnitt umgibt bzw. auskleidet.
Wenn die Beschichtung an der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses aufgebracht ist, dann liegt der Kolben mit seiner äußeren Mantelfläche, vorzugsweise passgenau, an einer dem Kolben zugewandten Begrenzungsfläche der Beschichtung an und gleitet während der Pumpbewegung an der Begrenzungsfläche der Beschichtung vorbei.
Wenn die Beschichtung hingegen an der äußeren Mantelfläche des Kolbens aufgebracht ist, dann gleitet der Kolben mit der erfindungsgemäßen Beschichtung, nämlich mit einer dem Gehäuse zugewandten Begrenzungsfläche an der innen Mantelfläche des Pumpengehäuses vorbei und liegt dort, vorzugsweise passgenau, an.
Denkbar ist auch, dass die innere Mantelfläche des Kolbengehäuses und die äußere Mantelfläche des Kolbens eine erfindungsgemäße Beschichtung aufweisen. In einem solchen Fall gleiten die beiden Beschichtungen mit einer jeweiligen Begrenzungsfläche bei einer Relativbewegung des Kolbens zum Gehäuse aneinander vorbei. Der Kolben wird abgestützt und geführt und somit in der gewünschten Positionierung gehalten.
Die erfindungsgemäße Beschichtung ist vorzugsweise sehr verschleißfest, insbesondere hochfest ausgebildet, indem bevorzugt ein hochfestes Material Einsatz findet. Somit wird ein optimaler Verschleißschutz für Lagerung und Pumpenkolben zur Verfügung gestellt; es ist also eine verschleißfeste Kolbenführung im Kolbengehäuse gewährleistet. Die Beschichtung kann mittels eines jeglichen geeigneten Beschichtungsverfahrens aufgebracht sein.
Vorteilhafterweise ist ein Kolbenführungselement zur Verfügung gestellt, das insbesondere bei hydraulischen Kolbenpumpen eingesetzt werden kann, die eine lange Laufleistung bzw. Standzeit der Kolbenführung erfordern.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung einer Beschichtung anstelle eines Führungsrings gemäß dem Stand der Technik ist vorliegend ein Kolbenführungselement geschaffen, das nur einen sehr geringen Einbauraum erfordert. Infolgedessen kann die hydraulische Kolbenpumpe mit geringeren Dimensionen konstruiert sein.
Die Beschichtung nutzt insbesondere den verfügbaren Bauraum optimal aus. Dies ist von großer Wichtigkeit, da neueste Generationen an hydraulischen Kolbenpumpen aus Gründen einer Boxvolumenreduzierung immer kleinere Einbauräume zur Verfügung stellen, was sich auch in einer Führungslänge des Pumpenkolbens auswirkt. Vorteilhafterweise bewerkstelligt das erfindungsgemäße Kolbenführungselement in Form einer Beschichtung auch eine vergrößerte Führungslänge des Kolbens im Kolbengehäuse, da die Beschichtung über einen größeren Längenabschnitt auf der inneren bzw. äußeren Mantelfläche des Kolbengehäuses bzw. des Kolbens aufgebracht sein kann.
Ferner besteht der Vorteil der Erfindung darin, dass der Kolben direkt im Innenraum des Pumpengehäuses geführt werden kann und ein Führungsring in Form eines zusätzlichen Bauteils sowie ein entsprechender Montageschritt entfallen kann, was zu einer Kostenreduzierung im Herstellungsprozess führt.
Die erfindungsgemäße Beschichtung ist vorteilhaft aus einem hochfesten Kunststoff gebildet.
Der eingesetzte Kunststoff ist insbesondere beständig gegenüber organischen und anorganischen Medien sowie gegenüber Korrosionserscheinungen und weist somit eine gute Beständigkeit auf. Ferner ist die aus hochfestem Kunststoff gestaltete Beschichtung sehr leicht, was zu einem geringen Gewicht der Kolbenpumpe führt. Der Kunststoff weist bevorzugt gute Reib- bzw. Gleiteigenschaften auf, wodurch der Kolben im Gehäuse ohne signifikante Reibverluste axial verschieblich aufgenommen und gehaltert ist.
Das Kolbenführungselement kann beispielsweise als ”Sprühbeschichtung” einstückig geformt sein. Es kann mit der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und/oder der äußeren Mantelfläche des Kolbens stoffschlüssig, wie mittels Verkleben, verbunden sein. Die Beschichtung ist somit kostengünstig herstellbar und im Herstellungsprozess einfach mit dem Kolben oder dem Gehäuse zusammenzufügen.
Der Kunststoff der erfindungsgemäßen Beschichtung ist besonders bevorzugt ein Polyetherketon.
Vorteilhafterweise ist ein Polyetherketon ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff, der eine gute Beständigkeit gegenüber organischen und anorganischen Chemikalien sowie eine Hydrolysebeständigkeit bis zu ca. 280°C aufweist. Die Dichte des verwendeten Polyetherketons beträgt vorzugsweise 1300 kg/m³, wodurch ein hochfester Kunststoff zur Verfügung gestellt ist.
Vorzugsweise ist das Kolbenführungselement aus Polyetheretherketon (PEEK) gebildet, der eine Schmelztemperatur von ca. 335°C aufweist. Hierdurch ist eine hochfeste Beschichtung zur Verfügung gestellt, die besonders robust und verschleißfest ist.
Ferner ist die erfindungsgemäße Beschichtung besonders bevorzugt mittels Sprühen aufgebracht.
Bei einer derartigen Weiterbildung ist die Beschichtung mittels eines Sprühverfahrens aufgebracht, so dass eine so genannte Sprühbeschichtung gebildet ist. Hierbei wird vorzugsweise eine Schicht gebildet, indem Partikel bei einem Auftreffen auf die Bauteiloberfläche, nämlich auf die Oberfläche der inneren bzw. äußeren Mantelfläche des Kolbengehäuses bzw. des Kolbens, prozess- und materialabhängig zu einem bestimmten Grad abflachen und infolge mechanischer Verklammerung haften bleiben und lagenweise eine Schicht aufbauen.
Bei dem Sprühverfahren finden entsprechend als verwendete Materialen bevorzugt hochfeste Kunststoffe, wie Polyetherketone, weiter bevorzugt Polyetheretherketone (PEEK) Verwendung. Die Beschichtung weist insbesondere eine geringe Porosität, eine gute Bindung an die Oberfläche des Kolbens bzw. des Gehäuses, das heißt eine gute Haftfestigkeit, sowie im Wesentlichen Rissfreiheit und eine homogene Mikrostruktur auf.
Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Beschichtung vorzugsweise aus einer Folie gebildet.
Die Folie ist insbesondere dünn gestaltet und bevorzugt aus einem hochfesten Kunststoff, wie aus einem Polyetherketon, weiter bevorzugt aus einem Polyetheretherketon (PEEK) gebildet. Die Beschichtung weist auch hier insbesondere eine geringe Porosität, eine gute Bindung an die Oberfläche des Kolbens bzw. des Gehäuses, das heißt eine gute Haftfestigkeit, sowie im Wesentlichen Rissfreiheit und eine homogene Mikrostruktur auf.
Die Folie ist mit der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und/oder der äußeren Mantelfläche des Kolbens vorzugsweise stoffschlüssig, wie etwa durch Verkleben oder Vulkanisieren, verbunden. Ferner kann die Folie auch mit der entsprechenden Mantelfläche verpresst sein.
Ferner ist die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer Kolbenpumpe gelöst. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

– Bereitstellen eines Kolbengehäuses,
– Bereitstellen eines Kolbens,
– ortsfestes Aufbringen einer Beschichtung zumindest an einer inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses oder an einer äußeren Mantelfläche des Kolbens, und
– Zusammenfügen des Kolbengehäuses mit dem Kolben zu einer Kolbenpumpe.

Zunächst werden ein Kolbengehäuse und ein Kolben bereitgestellt. Bevor das Kolbengehäuse mit dem Kolben zu einer Kolbenpumpe zusammengefügt wird, wird erfindungsgemäß eine Beschichtung an einer inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und/oder an einer äußeren Mantelfläche des Kolbens ortsfest, insbesondere gemäß der oben genannten Merkmale, aufgebracht. Diese Beschichtung dient als Kolbenführungselement während einer Pumpbewegung des Kolbens im Gehäuse, das heißt während einer Bewegung des Kolbens relativ zum Gehäuse.
Die Beschichtung ist gegenüber einem herkömmlichen Führungsring sehr dünn ausgebildet. Das heißt, die Beschichtung ist in Relation zu einem Führungsring gemäß dem Stand der Technik als eine dünne Schicht bzw. als eine dünne Lage gestaltet, die mit der Mantelfläche des Gehäuses bzw. des Kolbens fest verbunden wird.
Das ortsfeste Aufbringen der Beschichtung kann mittels einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung erfolgen.
Bei einem formschlüssigen Verbinden kann beispielsweise die Beschichtung auf der Mantelfläche des Kolbens bzw. des Gehäuses festgeklemmt sein.
Bei einem kraftschlüssigen Verbinden wird eine Normalkraft auf eine Verbindungsfläche zwischen der Beschichtung und der inneren Mantelfläche des Gehäuses bzw. der äußeren Mantelfläche des Kolbens derart ausgeübt, dass eine gegenseitige Verschiebung durch Haftreibung verhindert wird. Das kraftschlüssige Verbinden kann insbesondere mittels eines elastischen Einklemmens der Beschichtung in das Innere des Kolbengehäuses bzw. mittels eines Umspannens der Beschichtung um die äußere Mantelfläche des Kolbens erfolgen.
Beim stoffschlüssigen Verbinden werden die Beschichtung und das Kolbengehäuse bzw. der Kolben durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten, wie etwa mittels einer Verklebung oder Vulkanisierung.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Beschichtung mit dem Kolbengehäuse und/oder mit dem Kolben zunächst zu einer Einheit bzw. zu einem Bauelement zusammengefügt werden. Hierdurch können der Kolben und das Gehäuse auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise zu der Kolbenpumpe zusammengesetzt werden. Ferner wird sichergestellt, dass das Kolbenführungselement in Form einer Beschichtung beim Zusammenfügen der Kolbenpumpe nicht verloren gehen kann. Der Montageschritt gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein herkömmlicher Führungsring zwischen dem Gehäuse und dem Kolben eingepresst wird, entfällt. Hierdurch werden die Produktionskosten weiter reduziert.
Vorliegend wird als Material für die Beschichtung bevorzugt ein hochfester Kunststoff, wie ein Polyetherketon, weiter bevorzugt ein Polyetheretherketon, verwendet. Eine Abnutzung des Kolbenführungselements wird somit bei Betrieb der Kolbenpumpe minimiert und die Lebensdauer bzw. Standzeit der Kolbenpumpe optimiert. Ferner wird bei Betrieb der Kolbenpumpe der Kolben direkt in dem Gehäuse geführt. Er ist im Kolbengehäuse gut fixiert und bei der Pumpbewegung in der gewünschten Position gehalten.
Das ortsfeste Aufbringen der Beschichtung erfolgt bevorzugt mittels Aufsprühen.
Bei einer derartigen Weiterbildung findet als Beschichtungsverfahren ein Sprühverfahren Einsatz, mittels dem eine so genannte Sprühbeschichtung gebildet wird. Während es Sprühvorgangs findet vorzugsweise eine Schichtbildung statt, indem Partikel bei einem Auftreffen auf die Bauteiloberfläche, nämlich auf die Oberfläche der inneren bzw. äußeren Mantelfläche des Kolbengehäuses bzw. des Kolbens, prozess- und materialabhängig zu einem bestimmten Grad abflachen und infolge mechanischer Verklammerung haften bleiben und lagenweise eine Schicht aufbauen.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt das ortsfeste Aufbringen der Beschichtung vorzugsweise mittels eines Aufbringens einer Folie.
Die Folie ist insbesondere dünn ausgestaltet und wird mit der inneren Mantelfläche des Kolbengehäuses und/oder der äußeren Mantelfläche des Kolbens vorzugsweise stoffschlüssig, wie etwa durch Verkleben oder Vulkanisieren, verbunden. Ferner kann die Folie auch mit der entsprechenden Mantelfläche verpresst werden.
Schließlich ist erfindungsgemäß ein derartiges Kolbenführungselement sowie ein Fahrzeugbremssystem mit einer Kolbenpumpe geschaffen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem umfasst eine Kolbenpumpe, vorzugsweise eine hydraulische Kolbenpumpe, mit einem erfindungsgemäßen Kolbenführungselement gemäß den oben erläuterten Merkmalen und Vorteilen.
Ein derartiges Fahrzeugbremssystem kann beispielsweise ein Anti-Blockier-System (ABS), eine Antriebsschlupfregelung (TCS – traction control system), ein elektronisches Stabilisierungsprogramm (ESP) oder auch ein elektrohydraulisches Bremssystem (EHB) sein. Bei solchen Bremssystemen ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Kolbenpumpe eine optimale Funktion des Bremssystems bei einer langen Laufleistung bzw. Standzeit zur Verfügung stellt und einen geringen Einbauraum benötigt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
1 einen teilweisen Längsschnitt einer hydraulischen Kolbenpumpe mit einem Kolbenführungselement gemäß dem Stand der Technik, und
2 einen teilweisen Längsschnitt einer hydraulischen Kolbenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Kolbenführungselement.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt eine hydraulische Kolbenpumpe 10 mit einem niederdruckseitigen Führungsring 12 als ein Kolbenführungslement gemäß dem Stand der Technik.
Die Kolbenpumpe 10 umfasst ein Kolbengehäuse 14 und einen in dem Kolbengehäuse 14 längsaxial verschiebbaren Kolben 16. Bei einem Betrieb der Kolbenpumpe 10 wird der Kolben 16 von einem rotierenden Exzenter 18 angetrieben, der in einem Exzenterraum 20 angeordnet ist. Der Exzenter 18 liegt dabei mit seinem Außenumfang an einer Stirnseite 22 des Kolbens 16 an und bewirkt ein Ein- und Ausfahren des Kolbens 16 in das bzw. aus dem Kolbengehäuse 14.
Dem Kolben 16 ist ein Einlassventil 24 zugeordnet. Das Einlassventil 24 ist in einem Ventilgehäuse 26 angeordnet, das mittels einer Halterung 28 am Kolben 16 festgespannt ist. Das Einlassventil 24 ist dazu vorgesehen, Fluid mittels einer Hubbewegung des Kolbens 16 durch eine Einlassvorrichtung 30 in einen Druckbereich 32 im Inneren des Kolbengehäuses 14 zu saugen und durch einen Auslass 34 mit einem Auslassventil 36 unter Druck aus dem Druckbereich 32 in ein (weiter nicht dargestelltes) Hydrauliksystem zur Verrichtung von Arbeit zu fördern. Das Fluid ist vorliegend eine Bremsflüssigkeit.
Das Ventilgehäuse 26 ist becherförmig als ein Käfig gestaltet, in dessen Inneren sich eine schraubenförmige Rückstellfeder 38 befindet, welche gegen einen kugelförmigen Schließkörper 40 drängt. Der Schließkörper 40 liegt dadurch an einem Ventilsitz 42 an, der an der anderen Stirnseite des Kolbens 16 ausgebildet ist.
Der Kolben 16 ist in Längsrichtung mittels einer sich im Druckbereich 32 angeordneten Rückstellfeder 44 federnd vorgespannt. Die Rückstellfeder 44 ist bezogen auf 1 an ihrem linken Ende an einer Stirnfläche des Kolbengehäuses 14 abgestützt und drängt an ihrem rechten Ende gegen eine Federauflage 46, die als ein Teil des Ventilgehäuses 26 ausgebildet ist. Die Federauflage 46 ist somit mit dem Kolben 16 ortsfest gekoppelt, so dass die Rückstellfeder 44 entsprechend über die Federauflage 46 gegen den Kolben 16 drängt.
Wenn der Kolben 16 bezogen auf 1 nach rechts aus dem Kolbengehäuse 14 mittels der Rückstellfeder 44 herausgedrückt wird, so wird der Schließkörper 40 des Einlassventils 24 von dem Ventilsitz 42 gegen die Kraft der schraubenförmigen Rückstellfeder 38 abgehoben, da ein Unterdruck im Gehäuse 14 aufgebaut wird. Bei dieser Bewegung des Kolbens 16 wird das Einlassventil 24 geöffnet und Fluid wird über die Einlassvorrichtung 30 in den Druckbereich 32 eingesaugt.
Wenn der Kolben 16 bezogen auf 1 nach links in das Gehäuse 14 mittels des Exzenters 18 hineingedrückt wird, so schließt sich das Einlassventil 24, das Auslassventil 36 wird geöffnet und das Fluid wird aus dem Druckbereich 32 in das Hydrauliksystem zur Verrichtung von Arbeit gefördert.
Zwischen dem Kolben 16 und dem Gehäuse 14 ist ein ringförmiges Dichtelement 48 angeordnet, mittels dem der Druckbereich 32 gegenüber einer Niederdruckseite 50 abgedichtet wird. Das Dichtelement 48 ist auf den Kolben 16 aufgepresst und liegt axial an einer äußeren Mantelfläche 52 des Kolbens 16 an. An dieser äußeren Mantelfläche 52 ist das Dichtelement 48 mittels des auf die Halterung 28 festgespannten Ventilgehäuses 26 gehaltert, indem das Ventilgehäuse 26 in das Dichtelement 48 form- und kraftschlüssig eingreift.
Auf der Niederdruckseite 50 ist ein niederdruckseitiges Dichtelement 54 zwischen einer inneren Mantelfläche 56 des Kolbengehäuses 14 und der äußeren Mantelfläche 52 des Kolbens 16 angeordnet. Das niederdruckseitige Dichtelement 54 dichtet den Exzenterraum 20 im Wesentlichen fluiddicht ab.
Zwischen dem niederdruckseitigen Dichtelement 54 und dem Exzenterraum 20 ist neben einem scheibenförmigen Stützring 57 der Führungsring 12 aus einem geeigneten Kunststoff eingepresst. Der Führungsring 12 ist im Längsschnitt betrachtet L-förmig ausgebildet und liegt mit einem Schenkel 58 axial an der inneren Mantelfläche 56 des Kolbengehäuses 14 und greift mit einem anderen Schenkel 60 in eine Ausnehmung des Gehäuses 14 und ist auf diese Weise am Kolbengehäuse 14 formschlüssig eingeklemmt. Der Schenkel 58 ist dabei im Kolbengehäuse 14 verpresst. Der Schenkel 60 stützt sich axial am Kolbengehäuse 14 ab. Der Kolben 16 wird während des Ein- und Ausfahrens in das bzw. aus dem Gehäuse 14 mittels des Führungsrings 12 geführt und gelagert. Dabei gleitet der Kolben 16 mit seiner äußeren Mantelfläche 52 an dem Führungsring 12 vorbei.
In 2 ist die in 1 veranschaulichte hydraulische Kolbenpumpe 10 dargestellt. Anstelle des Führungsrings 12 ist vorliegend ein erfindungsgemäßes Kolbenführungselement 62 vorgesehen.
Das Kolbenführungselement 62 ist als eine ringförmige Beschichtung ausgebildet, die gegenüber dem Führungsring 12 relativ dünn gestaltet ist. Das Kolbengehäuse 14 ist in dem Bereich, in dem die Beschichtung angeordnet ist, radial also tiefer bzw. enger gezogen. Mit dem Kolbenführungselement 62 ist so axial eine längere Führungsfläche erzielt.
Die Beschichtung ist aus einem hochfesten Kunststoff gebildet, wie etwa aus Polyetheretherketon, der mittels eines Sprühverfahrens oder als eine dünne Folie auf die innere Mantelfläche 56 des Kolbengehäuses 14 appliziert bzw. aufgebracht ist. Der hochfeste Kunststoff wird somit auf die Oberfläche einer Aluminiumbohrung des Kolbengehäuses 14 bzw. des Pumpengehäuses in Form einer Sprüh- oder Folienbeschichtung aufgebracht. Die Beschichtung 62 ist also mit der inneren Mantelfläche 56 des Gehäuses 14 ortsfest verbunden und bildet mit dem Kolbengehäuse 14 eine Einheit.
Somit kann der Kolben 16 direkt in der Gehäusebohrung geführt werden und der Führungsring 12 gemäß dem Stand der Technik in Form eines zusätzlichen Bauteils sowie dessen Montageschritt können entfallen.
Es ist so eine verschleißfeste Kolbenführung im Kolbengehäuse 14 durch Aufbringen einer hochfesten Beschichtung geschaffen, die den verfügbaren Bauraum optimal ausnutzt. Es ist auch ein optimaler Verschleißschutz für die Lagerung des Kolbens 16 gegeben. Des Weiteren ist die Führung des Kolbens 16 im Kolbengehäuse 14 über einen größeren Längenabschnitt gegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007052664 A1 [0005]
DE 10123038 A1 [0006]

Claims

Kolbenpumpe, insbesondere hydraulische Kolbenpumpe (10), mit einem in einem Kolbengehäuse (14) verfahrbaren Kolben (16) und einem zwischen dem Kolbengehäuse (14) und dem Kolben (16) angeordneten Kolbenführungselement (62) zum Führen und/oder Lagern des Kolbens (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenführungselement (62) als eine zumindest an einer inneren Mantelfläche (56) des Kolbengehäuses (14) oder an einer äußeren Mantelfläche (52) des Kolbens (16) ortsfest aufgebrachte Beschichtung gestaltet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einem hochfesten Kunststoff gebildet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyetherketon ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels Sprühen aufgebracht ist.
Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einer Folie gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Kolbenpumpe (10) mit den Schritten: – Bereitstellen eines Kolbengehäuses (14), – Bereitstellen eines Kolbens (16), – ortsfestes Aufbringen einer Beschichtung zumindest an einer inneren Mantelfläche (56) des Kolbengehäuses (14) oder an einer äußeren Mantelfläche (52) des Kolbens (16) als Kolbenführungselement (62) zum Führen und/oder Lagern des Kolbens (16), und – Zusammenfügen des Kolbengehäuses (14) mit dem Kolben (16) zu einer Kolbenpumpe (10).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Aufbringen der Beschichtung mittels eines Aufsprühens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Aufbringen der Beschichtung mittels eines Aufbringens einer Folie erfolgt.
Kolbenführungselement (62), insbesondere einer hydraulischen Kolbenpumpe (10), zum Führen und/oder Lagern eines in einem Kolbengehäuse (14) verfahrbaren Kolbens (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenführungselement (62) als eine zumindest an einer inneren Mantelfläche (56) des Kolbengehäuses (14) oder an einer äußeren Mantelfläche (52) des Kolbens (16) ortsfest aufgebrachte Beschichtung (62) gestaltet ist.
Fahrzeugbremssystem mit einer Kolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.