專利名稱：具有改善的壓力形成動(dòng)力性的活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送液壓流體的具有改善的壓力形成動(dòng)力性的活塞泵。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中公開了活塞泵的不同設(shè)計(jì)方案。作為用于汽車制動(dòng)設(shè)備的活塞泵通常使用徑向活塞泵，其中至少一個(gè)活塞可以借助于一個(gè)偏心輪進(jìn)行來回運(yùn)動(dòng)。這種類型的活塞泵通常與電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)或者電液制動(dòng)設(shè)備(EHB)聯(lián)合使用。原則上這些已知的活塞泵具有一個(gè)布置在入口閥和出口閥之間的壓力室，在該壓力室中通過活塞的運(yùn)動(dòng)形成壓力。為了實(shí)現(xiàn)盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)，已知這種活塞泵，其中液壓流體通過設(shè)置在活塞中的孔導(dǎo)向壓力室。在此輸入閥設(shè)置在壓力室中的活塞的壓力室側(cè)的端部上。在此必須為入口閥的復(fù)位彈簧在壓力室中設(shè)置一個(gè)籠形的支架。另外在壓力室中為活塞設(shè)置一個(gè)復(fù)位彈簧。由于在壓力室中構(gòu)件數(shù)目眾多，這種活塞泵的有害空間比較大。另外，這種活塞泵由此僅僅具有受限制的壓力形成動(dòng)力性。另外在這些已知的活塞泵中使用了出口閥，它們包括一個(gè)密封座、一個(gè)閥門關(guān)閉球體、一個(gè)用于該球體的彈簧和一個(gè)用于該彈簧的保持元件。由此這種已知的活塞泵的閥具有較多的構(gòu)件，由此產(chǎn)生了一定的裝配費(fèi)用。另外這種已知的活塞泵具有一定的軸向長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容
與此相反，按本發(fā)明具有權(quán)利要求1所述特征的用于輸送液壓流體的活塞泵的優(yōu)點(diǎn)是，其具有很少的構(gòu)件數(shù)目。由此可以明顯降低制造和裝配成本。另外，按本發(fā)明的活塞泵由于減少了構(gòu)件數(shù)目還具有較小的尺寸，尤其是較小的活塞泵軸向尺寸。根據(jù)本發(fā)明，這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即活塞泵的至少一個(gè)閥包括一個(gè)彈簧密封件。該彈簧密封件包括一個(gè)彈簧區(qū)和一個(gè)密封區(qū)。換句話說，根據(jù)本發(fā)明提供了一種一體式的彈簧密封件，其不僅包括閥門關(guān)閉件的功能，而且還包括閥門彈簧的功能。由此可以降低活塞泵壓力室中的構(gòu)件數(shù)目，從而結(jié)構(gòu)空間降低到最低程度。
從屬權(quán)利要求展示了本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案。
彈簧密封件優(yōu)選由板形元件構(gòu)成，并且包括一個(gè)密封區(qū)、一個(gè)彈簧區(qū)和一個(gè)保持區(qū)。由此按本發(fā)明的活塞泵可以構(gòu)造得尤其緊湊并且結(jié)構(gòu)小，因?yàn)閷?duì)于閥來說只需要一個(gè)與板形元件的厚度相應(yīng)的位置需求。另外，在彈簧密封件上還整體構(gòu)造了一個(gè)保持區(qū)。
特別優(yōu)選如此構(gòu)造彈簧密封件的彈簧區(qū)，使得其包括至少一個(gè)彈簧圈。
另外優(yōu)選將彈簧密封件的保持區(qū)構(gòu)造成環(huán)形。由此一方面可以實(shí)現(xiàn)快速和簡(jiǎn)單地固定彈簧密封件，另一方面環(huán)形保持區(qū)給予彈簧密封件一定的穩(wěn)定性。
為了獲得改善的密封作用，彈簧密封件優(yōu)選在閥板中的通孔處進(jìn)行密封。在此閥板承擔(dān)了閥座的功能。閥板尤其優(yōu)選由塑料制成，尤其由PEEK制成。另外優(yōu)選這種塑料也借助于碳纖維進(jìn)行加強(qiáng)。
優(yōu)選將閥以彈簧密封件布置在圓筒元件中，活塞在該圓筒元件中移動(dòng)。
活塞泵的按本發(fā)明的閥是活塞泵的入口閥和/或出口閥。但尤其優(yōu)選閥是入口閥，并且彈簧密封件設(shè)置在活塞泵的壓力室中。通過其整體式的結(jié)構(gòu)該彈簧密封件將活塞泵的有害空間保持在最小程度上。另外活塞泵的入口孔可以具有一個(gè)非常大的直徑，從而通過該入口孔在吸入階段獲得盡可能小的流動(dòng)阻力。由此泵的效率得到進(jìn)一步改善。
板形彈簧密封件由此是一種板簧的形式，其布置在閥的通孔上，并且具有一個(gè)盤形密封區(qū)，該密封區(qū)的直徑略大于通孔的直徑。由此在盤形密封區(qū)的邊緣處實(shí)現(xiàn)了密封。
此外優(yōu)選用于活塞的復(fù)位彈簧按這種方式布置在活塞泵的壓力室中，使得復(fù)位彈簧支撐在彈簧密封件的保持區(qū)上。由此實(shí)現(xiàn)了彈簧密封件額外的固定。
尤其優(yōu)選閥是活塞泵的入口閥，并且如此布置在活塞泵的圓筒元件中，使得入口閥的通流方向與活塞在活塞泵吸入階段中的運(yùn)動(dòng)方向相同。由此在活塞泵的吸入階段實(shí)現(xiàn)了一種尤其有利于流動(dòng)的走向。由此活塞泵具有一種改善的效率。
此外，活塞泵在活塞的徑向上可以以非常小的結(jié)構(gòu)空間實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即活塞泵的閥的彈簧件優(yōu)選是彈簧環(huán)。通過將彈簧件構(gòu)造成彈簧環(huán)，彈簧件除了彈簧功能外還這樣布置在活塞泵上，使得無需任何附加的構(gòu)件用于固定彈簧環(huán)，因?yàn)閺椈森h(huán)由于其環(huán)形形狀可以無需其它構(gòu)件固定在活塞泵現(xiàn)有的構(gòu)件上。
優(yōu)選彈簧環(huán)具有一個(gè)縫隙。在此可以通過該縫隙的不同構(gòu)造來調(diào)節(jié)彈簧環(huán)的彈簧力。由此可以針對(duì)不同的應(yīng)用情況來設(shè)置彈簧環(huán)，其彈簧力可以通過彈簧環(huán)中縫隙不同形式的構(gòu)造來改變。彈簧環(huán)中的縫隙在此尤其優(yōu)選為Z形?？p隙優(yōu)選在彈簧環(huán)的寬度上將彈簧環(huán)分開，從而彈簧環(huán)在圓周方向上斷開。但是也可以在彈簧環(huán)中設(shè)置多個(gè)縫隙，它們?cè)趶椈森h(huán)的寬度上并不將彈簧環(huán)完全分開。
彈簧環(huán)優(yōu)選布置在一個(gè)槽中，該槽在活塞泵的圓筒元件中構(gòu)造。由此可以實(shí)現(xiàn)一種尤其緊湊的結(jié)構(gòu)。
為了將閥門關(guān)閉件固定在彈簧環(huán)上，該彈簧環(huán)優(yōu)選在其內(nèi)側(cè)具有一個(gè)空隙。該空隙優(yōu)選是一種U形溝槽，或者一種部分球形的空隙，如果該閥門關(guān)閉件是一個(gè)球體。這實(shí)現(xiàn)了球體的自定心。
尤其優(yōu)選該包括彈簧環(huán)的閥是活塞泵的出口閥。
優(yōu)選將一個(gè)通孔如此布置在活塞泵的圓筒元件中，使得活塞的運(yùn)動(dòng)方向垂直于通過該通孔的流出方向，其中該通孔可以通過出口閥釋放或者關(guān)閉。
按本發(fā)明的活塞泵尤其優(yōu)選用于汽車的制動(dòng)設(shè)備中，例如用于控制和調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)缸中的壓力。優(yōu)選按本發(fā)明的活塞泵在此結(jié)合制動(dòng)設(shè)備的電子控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用，例如ESP、EHB、ASR等。由此一方面可以實(shí)現(xiàn)這種制動(dòng)設(shè)備的成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榘幢景l(fā)明的活塞泵可以尤其成本低廉地進(jìn)行制造，并且另一方面可以實(shí)現(xiàn)活塞泵的效率和改善壓力形成動(dòng)力性，從而可以降低這種制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。


下面根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖示出圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的活塞泵的示意剖面圖；圖2示出了圖1中所示活塞泵的示意剖切透視圖；圖3示出了圖1和2中所示活塞泵的單個(gè)構(gòu)件的透視分解圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的彈簧密封件的示意俯視圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的彈簧環(huán)的示意俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖1到5來說明按本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例的活塞泵1。
如從圖1可以看出，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的活塞泵1包括一個(gè)具有圓柱孔2a的圓筒元件2。在圓柱孔2a中設(shè)置了一個(gè)活塞3，其細(xì)節(jié)在圖3中可以看出?；钊?包括一個(gè)活塞銷3a以及兩個(gè)環(huán)槽3b和3c，并且借助于一個(gè)未示出的偏心輪進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
在圓柱孔2a中設(shè)置了一個(gè)壓力室7，其按照液壓方式設(shè)置在入口閥4和出口閥9之間。入口閥4主要包括一個(gè)彈簧密封件5，其細(xì)節(jié)在圖4中示出。如從圖1可以看到，彈簧密封件5是平板形的，并且包括一個(gè)盤形的密封區(qū)5a、一個(gè)彈簧區(qū)5b和一個(gè)保持區(qū)5c。彈簧區(qū)5b是一種彈簧圈并且將密封區(qū)5a與保持區(qū)5c連接在一起。彈簧密封件5設(shè)置在閥板6上，并且在閥板6的密封座6b上進(jìn)行密封。密封座6b在此沿著閥板6中的通孔6a的圓周布置。由此該彈簧密封件5以密封區(qū)5a的環(huán)形外圓周區(qū)域在密封座6b上進(jìn)行密封。
液壓流體通過一個(gè)輸入管道8和一個(gè)連接孔17流向入口閥4，該連接孔具有與閥板6的通孔6a相同的直徑(參見圖1)。閥板6在此由塑料材料、尤其是PEEK制成。
如圖1所示，出口閥9包括一個(gè)彈簧環(huán)10和一個(gè)球體11。該球體11在一個(gè)密封座12上進(jìn)行密封，該密封座在圓筒元件2中構(gòu)成。出口閥9設(shè)置在出口孔18上，并且將活塞泵的壓力室7相對(duì)于未示出的壓力管道進(jìn)行密封。在壓力室7中還設(shè)置了一個(gè)復(fù)位彈簧13，用于在活塞3到達(dá)其上死點(diǎn)后將其重新拉回其初始位置。如在圖1中所示，該復(fù)位彈簧13支撐在彈簧密封件5的保持區(qū)5c上。由此將彈簧密封件5附加地固定在圓柱孔2a中。需要注意的是，彈簧密封件5可以以略微的過盈配合安裝在圓柱孔2a中，從而彈簧密封件5的裝配也非常簡(jiǎn)單。
通過活塞3的活塞銷3a實(shí)現(xiàn)了壓力室7中盡可能小的有害空間。另外，活塞銷3用于復(fù)位彈簧13的導(dǎo)向。
在活塞3上還設(shè)置了一個(gè)密封環(huán)14、一個(gè)第一導(dǎo)向環(huán)15和一個(gè)第二導(dǎo)向環(huán)16。如從圖1和3可以看到，密封環(huán)14和第一導(dǎo)向環(huán)15設(shè)置于在活塞3中構(gòu)成的槽3b中，并且第二導(dǎo)向環(huán)16設(shè)置于在活塞3中構(gòu)成的槽3c中。密封環(huán)14在此將活塞泵的壓力室7相對(duì)于偏心輪室進(jìn)行密封。通過活塞3借助于第一和第二導(dǎo)向環(huán)15和16在圓柱孔2a中的導(dǎo)向，可以實(shí)現(xiàn)活塞非常剛性的導(dǎo)向。
兩個(gè)導(dǎo)向環(huán)15和16相互間具有較大的間距，從而實(shí)際上避免了活塞的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此活塞3的導(dǎo)向非常不敏感，尤其是對(duì)作用在活塞3上的側(cè)向力非常不敏感，該側(cè)向力可以由偏心輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到活塞上。
如還可以從圖1中看到，在活塞環(huán)10的內(nèi)圓周上構(gòu)造了一個(gè)空隙10a，用于部分地容納球體11。該空隙10a在此具有U形截面。還可以從圖1中看到，彈簧環(huán)10設(shè)置在一個(gè)槽2b中，該槽在圓筒元件2的外圓周上構(gòu)造。彈簧環(huán)10構(gòu)造成封閉的環(huán)，并且具有一個(gè)縫隙19，用于為出口閥的打開過程提供一定的彈性?？p隙19優(yōu)選構(gòu)造成Z形，并且優(yōu)選在彈簧環(huán)10上與球體11的位置相對(duì)置地構(gòu)造(參見圖5)。需要指出，縫隙的形狀可以任意選擇，并且通過縫隙的形狀尤其可以影響彈簧環(huán)10的打開力。彈簧環(huán)10的縫隙在此一方面可以僅僅部分地延伸到彈簧環(huán)10中，或者完全將彈簧環(huán)10分開，從而該彈簧環(huán)可以在縫隙處擴(kuò)開。也可以在彈簧環(huán)上設(shè)置多個(gè)縫隙，這些縫隙不完全將彈簧環(huán)10分開。
在此按本發(fā)明的活塞泵1的功能如下所述。在活塞泵的吸入階段，圖1中的活塞3向右運(yùn)動(dòng)。由此彈簧密封件5打開，方法是密封區(qū)5a從其在閥板6上的密封座6b上抬起。由此液壓流體從輸入管道8通過連接孔17和通孔6a流入壓力室7。在吸入階段，出口閥9關(guān)閉，因?yàn)樵诓贾迷诔隹陂y9后面的未示出的壓力管道中存在的壓力頂住彈簧環(huán)10，并由此將球體11保持在密封座12上。原理上應(yīng)當(dāng)注意，AV打開壓力通過彈簧環(huán)的布置來確定。在活塞3到達(dá)其下死點(diǎn)，并且活塞3的方向反向之后，活塞泵1的壓力階段就開始了。這種狀態(tài)在圖1中示出。在壓力階段，圖1中的活塞3沿著箭頭A的方向運(yùn)動(dòng)，從而在壓力室7中形成壓力。由此入口閥4關(guān)閉，因?yàn)閬碜詨毫κ?的壓力作用在盤形密封區(qū)5a上。因?yàn)楸P形密封區(qū)5a具有較大的面積，確保了入口閥快速關(guān)閉。活塞3在朝著其上死點(diǎn)的方向移動(dòng)越遠(yuǎn)，壓力室7中的壓力就越大。如果壓力室7中的壓力大于連接在出口閥9后面的壓力管道中的壓力，那么出口閥9就打開，方法是彈簧環(huán)10由于其彈性特性由球體11徑向向外擠壓，從而壓力室7通過出口孔18和通往壓力管道的打開的出口閥之間的連接被打開。在原理上應(yīng)該注意的是，AV打開壓力通過彈簧環(huán)的布置確定。這種狀態(tài)緊靠到達(dá)活塞上死點(diǎn)之前實(shí)現(xiàn)。由此處于壓力下的流體從壓力室7通過打開的出口閥9流入壓力管道。在活塞3到達(dá)上死點(diǎn)后，其運(yùn)動(dòng)方向重新反向，并且重新開始吸入階段，其中出口閥9通過彈簧環(huán)10的彈簧力和在壓力管道中作用在彈簧環(huán)上的壓力重新關(guān)閉?；钊?借助于復(fù)位彈簧13重新拉回，其中又開始了吸入階段。
如圖1所示，按本發(fā)明的活塞泵1可以具有一種非常緊湊的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿肟陂y4實(shí)際上僅僅由一體式的彈簧密封件5構(gòu)成。由此可以在活塞3的軸向X-X上實(shí)現(xiàn)一種特別緊湊的結(jié)構(gòu)。盡管入口閥4布置在活塞泵1的壓力室7中，由此沒有提供任何額外的有害空間。另外通過按本發(fā)明的入口閥4的構(gòu)造，獲得了一種大的流入孔(連接孔17或者說通孔6a)，從而在有害空間最小的情況下實(shí)現(xiàn)了非常高的壓力室填充率，并由此實(shí)現(xiàn)了非常良好的壓力形成動(dòng)力性。另外液壓流體通過入口閥4的流入方向與活塞3在吸入階段中的運(yùn)動(dòng)方向相同。由此可以進(jìn)一步降低流體流入壓力室7期間的損失。
出口閥9同樣用非常少的且成本低廉的構(gòu)件構(gòu)造，并且僅僅包括球體11以及彈簧環(huán)10。彈簧環(huán)10優(yōu)選同樣由塑料制成，并且出口閥9的裝配非常簡(jiǎn)單且成本低廉。通過在彈簧環(huán)的內(nèi)圓周上的空隙10a也簡(jiǎn)化了彈簧環(huán)按位置進(jìn)行裝配。
彈簧環(huán)10內(nèi)側(cè)的用于容納球體11的空隙10a還具有這樣的功能，即避免彈簧環(huán)10相對(duì)于圓筒元件2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。彈簧環(huán)10的彈簧力除了縫隙的形式外還通過厚度、寬度和材料成分確定。
按本發(fā)明的活塞泵由此具有減少的構(gòu)件數(shù)目，從而可以非常簡(jiǎn)單地裝配尤其是入口閥4和出口閥9，并且制造成本非常低。通過用于入口閥的板形彈簧密封件5以及用于出口閥的彈簧環(huán)10的構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)活塞泵非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
在活塞泵1的壓力階段，通過壓力室7中壓力的上升也可以在入口閥4上實(shí)現(xiàn)改善的密封性，因?yàn)閴毫χ苯邮┘釉诿芊鈪^(qū)5a上，并且壓力區(qū)5a具有較大的面積。
權(quán)利要求
1.用于輸送液壓流體的活塞泵，包括一個(gè)可來回運(yùn)動(dòng)的活塞(3)以用于在壓力室(7)中形成壓力以及至少一個(gè)具有一個(gè)彈簧密封件(5)的閥(4)，其中該彈簧密封件(5)具有一個(gè)密封區(qū)(5a)和一個(gè)彈簧區(qū)(5b)，以用于釋放和關(guān)閉通孔(6a)。
2.按權(quán)利要求1所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧密封件(5)是板形元件，并且具有上述密封區(qū)(5a)、彈簧區(qū)(5b)以及一個(gè)保持區(qū)(5c)。
3.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧密封件(5)的彈簧區(qū)(5b)包括至少一個(gè)彈簧圈。
4.按權(quán)利要求2或者3所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧密封件(5)的保持區(qū)(5c)是環(huán)形的。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧密封件(5)在一個(gè)閥板(6)的密封座(6b)上進(jìn)行密封。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述閥(4)布置在活塞泵的一個(gè)圓筒元件(2)中。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述閥(4)是活塞泵的入口閥，并且限定一個(gè)壓力室(7)。
8.按權(quán)利要求7所述的活塞泵，其特征在于一個(gè)用于活塞(3)的復(fù)位彈簧(13)設(shè)置在所述壓力室(7)中，并且支撐在彈簧密封件(5)的保持區(qū)(5c)上。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述活塞泵的入口閥和出口閥具有一個(gè)彈簧密封件。
10.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述閥(4)是活塞泵的入口閥，并且如此布置在圓筒元件(2)中，使得液壓流體通過入口孔(17)的流入方向與在活塞泵吸入階段中活塞(3)的運(yùn)動(dòng)方向相同。
11.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于閥(9)包括一個(gè)閥門關(guān)閉件(11)和一個(gè)彈簧件，用于釋放和關(guān)閉通孔(18)，其中所述彈簧件是彈簧環(huán)(10)。
12.按權(quán)利要求11所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧環(huán)(10)具有一個(gè)縫隙(19)。
13.按權(quán)利要求12所述的活塞泵，其特征在于所述縫隙(19)在彈簧環(huán)的寬度上將彈簧環(huán)(10)分開，并且所述縫隙(19)基本上為Z形。
14.按權(quán)利要求11到13中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧環(huán)(10)布置在活塞泵的圓筒元件(2)中的槽(2b)中。
15.按權(quán)利要求11到14中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述彈簧環(huán)(10)在內(nèi)側(cè)具有一個(gè)空隙(10a)，用于至少部分地容納閥門關(guān)閉件(11)。
16.按權(quán)利要求11到15中任一項(xiàng)所述的活塞泵，其特征在于所述閥(9)是活塞泵的出口閥。
17.按權(quán)利要求16所述的活塞泵，其特征在于可以由出口閥釋放和關(guān)閉的通孔(18)如此布置在活塞泵的圓筒元件(2)中，從而活塞(3)的運(yùn)動(dòng)方向垂直于通過通孔(18)的流出方向。
18.用于汽車的制動(dòng)設(shè)備或者穩(wěn)定系統(tǒng)，包括一個(gè)按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于輸送液壓流體的活塞泵，包括一個(gè)可來回運(yùn)動(dòng)的活塞(3)以用于在壓力室(7)中形成壓力以及至少一個(gè)具有一個(gè)彈簧密封件(5)的閥(4)，其中該彈簧密封件(5)具有一個(gè)密封區(qū)(5a)和一個(gè)彈簧區(qū)(5b)，以用于釋放和關(guān)閉通孔(6a)。
文檔編號(hào)F16K15/02GK1989344SQ200580024672
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者M·胡爾斯特, O·克恩萊因 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司