CN101815864B - 用于输送流体的活塞泵和相应的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞泵和相应的制动系统。该活塞泵具有活塞组件(22)、缸体(28)和入口阀(25)，活塞组件具有至少一个横向孔(23)和一个与所述至少一个横向孔(23)相通的纵向孔(24)，在缸体(28)中活塞组件可纵向移动地被导引，入口阀(25)包括笼形件(31)和设置在活塞组件(22)上的相应的入口阀座(25.1)，在该笼形件中设置入口阀弹簧(25.2)和入口阀密封件(25.3)，其中，所述入口阀密封件(25.3)能够通过入口阀弹簧(25.2)的弹簧力密封地压入相应的入口阀座(25.1)中，以封闭纵向孔(24)，其中，能够通过设置在活塞组件(22)中的至少一个横向孔(23)抽吸流体，该流体能够通过纵向孔(24)经由入口阀(25)被输送到压缩室(28.1)中，在该压缩室中设置用于活塞组件(22)的复位弹簧(30)。所述笼形件(31)具有弹性高压密封件(31.1)，它被设计成用于承受径向作用的分力并用于通过径向密封面(31.1)相对于缸壁(28.4)密封并用于通过轴向密封面(31.5)相对于活塞组件(22)轴向密封。

Description

用于输送流体的活塞泵和相应的制动系统
技术领域
本发明涉及一种如独立权利要求1前序部分所述的用于输送流体的活塞泵，它尤其在汽车的制动系统中使用。
背景技术
这种活塞泵在具有液压或电液汽车制动系统的汽车中最好作为回油泵使用，用于有选择地降低或升高车轮制动缸中的制动压力，由此可以调节车轮制动缸中的制动压力。这种调节例如可以在防抱死系统(ABS)、驱动防滑控制系统(ASR-系统)、行驶动态调节系统等中执行。图1至3示出传统的活塞泵，它在汽车制动系统中使用。如图1至3所示，传统的活塞泵1包括活塞组件2、入口阀5、出口阀6和缸体8，活塞组件具有第一活塞件2.1和第二活塞件2.2，第一活塞件带有密封件13。该入口阀5由止回阀构成并且包括笼形件11，在该笼形件中设置入口阀弹簧5.2和入口阀密封件5.3，其中该入口阀密封件5.3例如由密封盘构成，该密封盘可以与相应的入口阀座5.1密封地共同作用，该入口阀座设置在第二活塞件2.2上，其中第二活塞件2.2与笼形件11传力连接。该出口阀6同样由弹性加载的止回阀构成并且设置在盖件12中。当压缩室8中的压力大于作用于出口阀6的出口阀密封件6.2上的出口阀弹簧6.3的弹簧力时，由此出口阀密封件6.2被迫离开设置在缸体8的出口8.3处的出口阀座6.1。
在活塞泵2的抽吸行程期间，流体经由过滤套9和设置在第一活塞件2.1中的横向孔3被径向抽吸并且经由在第二活塞件2.2中与横向孔3相通的纵向孔4和打开的入口阀5被输送到压缩室8.1中，该压缩室设置缸体8中的入口阀5与出口阀6之间。在达到上死点以后，活塞组件2的运动方向反向，从而第二活塞件2.2以入口阀座5.1通过由设置在偏心室15中的偏心轮14驱动的第一活塞件2.1密封地压在入口阀密封件5.3上，入口阀5被关闭。现在，在压缩室8.1中进行增压，持续直到压缩室8.1中的压力大于出口阀6的弹簧力，由此处于压力下的流体经由出口8.3和打开的出口阀6从压缩室8.1被输送到未示出的排出管道中。
在达到下死点以后，活塞组件2的运动方向再次反向，从而再次关闭出口阀6并且再次开始抽吸行程，其中设置在压缩室8.1中的且由缸壁8.4导引的复位弹簧10的复位力F2作用于入口阀5的笼形件11上并由此作用于第二活塞件2.2上，用于使活塞组件2再次向上死点的方向运动，该复位弹簧例如由具有经过磨削的末端线圈的螺旋弹簧构成并且支承在缸底8.2上和笼形件11上。因此，在运行期间，轴向力F1和F2和由存在的系统压力产生的径向力F3作用于具有入口阀座5.1的第二活塞件2.2上，所述轴向力F1由偏心轮14产生并且通过第一活塞件2.1导入，轴向力F2由复位弹簧10产生并且通过笼形件11导入。因此被设计成阀座的第二活塞件2.2由稳定的部件、最好由金属部件制成并且可能只因为受到横向孔3形式的抽吸孔的影响而被削弱强度。因此，在第一活塞件2.1中加工出横向孔3，由此产生相对较长的由纵向孔4构成的入口区域。
发明内容
而按照本发明的独立权利要求1特征的活塞泵的优点是，在笼形件中设置入口阀弹簧和入口阀密封件，该笼形件具有弹性高压密封件，该高压密封件被设计成用于承受径向作用的分力并用于通过径向密封面相对于缸壁密封和用于通过轴向密封面相对于活塞组件轴向密封，该活塞组件具有至少一个横向孔和与至少一个横向孔相通的纵向孔。因为高压密封件承受径向作用的压力分量，因此与高压密封件连接的活塞组件只需承受作用的轴向力并且不产生由于附加的径向力引起的进一步变形。轴向分力和径向分力分别分配到一个部件上有利地减小了与应变和应力有关的部件负载并可以将部件设计成具有较小的部件强度。总体上，本发明能够实现成本有利且结构空间最佳的活塞泵，它例如可以作为回油泵在汽车的制动系统中使用。
通过在从属权利要求中所述的措施和改进方案能够对在独立权利要求中给出的活塞泵进行有利改进。
特别有利的是，所述活塞组件包括第一活塞件和第二活塞件，其中所述入口阀由耐磨材料构成并且设置在第二活塞件上，第二活塞件承受轴向作用的分力。在第二活塞件中加工出与纵向孔相通的至少一个横向孔，并且所述的弹性高压密封件通过轴向密封面相对于第二活塞件轴向密封。因为与传统的活塞泵不同，在具有高压密封件的笼形件与具有入口阀座的第二活塞件之间不再存在传力连接，因此在制造按照本发明的活塞泵时有利地省去一个装配步骤。此外，由于省去传力连接，也使在笼形件与第二活塞件之间产生的应力减小。通过应力最小化可以在第二活塞件中加工出至少一个由横向孔构成的抽吸孔和相通的纵向孔，其中具有弹性的高压密封件的笼形件和具有入口阀座的第二活塞件可以由塑料注塑件构成。由塑料注塑件构成有利地实现了简单地且成本有利地制造部件，其中复杂的形状设计是可行的。总的来说，按照本发明的活塞泵实现了特别节省成本的活塞组件和简单的装配。此外，按照本发明的活塞泵还提供改进的抽吸特性、较高的耐压性和特别短的入口区域。
在按照本发明的活塞泵的一种设计方案中，所述径向密封面能够通过由压力引起的高压密封件的扩张而形成。此外，所述弹性高压密封件在接近缸壁处具有径向接触区域，用于容纳用于活塞组件的复位弹簧的上部末端线圈并使其对中，该复位弹簧例如设置在活塞泵的压缩室中。所述径向接触区域例如可以由径向容纳槽构成，它在外边缘处形成柔性的密封唇，该密封唇相对于缸壁压力密封地封闭压缩室。
在按照本发明的活塞泵的另一种设计方案中，所述第一活塞件松动地与第二活塞件连接。备选地，可以使所述第一活塞件与第二活塞件形状配合连接和/或传力连接。第一活塞件例如由圆柱形滚针构成并且有利作为以批量制造的标准件供使用。因为偏心轮的驱动力通过线接触传递到由实心的金属滚针、最好由钢滚针构成的第一活塞件上，因此可以有利地减小磨损。
附图说明
在附图中示出本发明的有利的、下面要描述的实施方式以及为了更好地理解的上述的传统的实施例。在附图中相同的附图标记表示相同或类似功能的部件或元件。附图中：
图1简示出传统的活塞泵的立体图，
图2简示出传统的活塞泵的剖视图，
图3简示出用于如图1或2的传统活塞泵的入口阀部件的立体图，
图4简示出用于按照本发明的活塞泵的入口阀部件的立体图，
图5简示出按照本发明的活塞泵的压缩区域的剖视图。
具体实施方式
按照本发明的活塞泵可以作为回油泵在汽车制动系统中使用，它基本上包括与借助于图1至3所述的传统的活塞泵1相同的部件。因此，在这里为了避免重复，只详细描述按照本发明的活塞泵与按照图1至3的传统活塞泵1的主要区别。与按照图1至3的传统活塞泵1不同，按照本发明的活塞泵包括与改进的活塞组件相结合的改进的入口阀。
如图4所示，与传统的活塞泵1类似，按照本发明的活塞泵的入口阀25包括笼形件31和相应的入口阀座25.1，在该笼形件中设置入口阀弹簧25.2和例如由密封球构成的入口阀密封件25.3，入口阀座25.1设置在活塞组件22的第二活塞件22.2上，其中入口阀密封件25.3可以通过入口阀弹簧25.2的弹簧力密封地压入相应的入口阀座25.1中。
所述活塞组件22包括第一活塞件22.1和第二活塞件22.2，第一活塞件在这里示例地由圆柱形滚针构成，其中入口阀座25.1由耐磨或者说由硬质材料制成。与传统的活塞泵1不同，按照本发明的活塞泵的笼形件31具有弹性高压密封件31.1，它被设计成用于承受径向作用的分力F3并且通过径向密封面31.3相对于在图5中所示的缸壁28.4密封并且通过轴向密封面31.5相对于活塞组件22轴向密封，即，相对于第二活塞件22.2轴向密封，第二活塞件紧贴在轴向密封面31.5上。
与传统的活塞泵1不同，所述第二活塞件22.2只承受轴向作用的分力F1和F2，从而可以在第二活塞件22.2中加工出纵向孔24和与纵向孔24相通的横向孔23，而不会对于第二活塞件22.2的稳定性和强度产生不利影响。在所示的实施例中，具有弹性高压密封件31.1的笼形件31和具有入口阀座25.1的第二活塞件22.2由塑料注塑件构成，由此有利实现了简单且成本有利地制造部件，其中复杂的形状设计是可行的。此外，在所示实施例中，第一活塞件22.1与第二活塞件22.2固定连接。在一种未示出的实施方式中，第一活塞件22.1与第二活塞件22.2松动地连接。总的来说，按照本发明的入口阀25与活塞组件22相结合的设计方案实现了特别节省成本的活塞泵并简化了装配。此外，按照本发明的活塞泵还提供了改进的抽吸特性、更高的耐压性，以及通过使横向孔23布置在第二活塞件22中而提供特别短的入口区域。
如图5所示，所述具有入口阀25的活塞组件22可纵向移动地在缸体28中被导引，其中在活塞组件22的抽吸行程期间，通过第二活塞件22.2中的横向孔23径向抽吸流体并且将流体经由与横向孔23相通的纵向孔24通过打开的入口阀25输送到压缩室28.1中。在达到上死点以后，活塞组件22的运动方向反向，因此第二活塞件22.2以入口阀座25.1通过由未示出的偏心轮驱动的第一活塞件22.1密封地压在入口阀密封件25.3上，入口阀25被关闭。现在，在压缩室28.1中进行增压，持续直到压缩室28.1中的压力大于未示出的出口阀的弹簧力，由此处于压力下的流体经由出口28.3和打开的出口阀从压缩室28.1被输送到未示出的排出管道中。
在达到下死点以后，所述活塞组件22的运动方向再次反向，从而再次关闭出口阀并且再次开始抽吸行程，其中设置在压缩室28.1中的复位弹簧30的复位力F2压在径向接触区域31.4上，该复位弹簧例如由螺旋弹簧构成，该径向接触区域设置在高压密封件31.1上。所述复位力F2通过高压密封件31.1和轴向密封面31.5轴向作用于第二活塞件22.2，由此使活塞组件22再次向上死点方向运动。为了容纳复位弹簧的上部末端线圈30.1并使其对中，径向接触区域31.4例如由径向容纳槽构成，由螺旋弹簧构成的复位弹簧30以上部末端线圈30.1支撑在该径向容纳槽中。通过下部末端线圈30.2，复位弹簧支承在缸底28.2上。从图5还可见，径向环槽31.4在外边缘处形成弹性密封唇31.2，该密封唇相对于缸壁28.4压力密封地封闭压缩室28.1。因为弹性高压密封件31.1设置在金属的复位弹簧30与由耐磨并因此较硬的材料制成的第二活塞件22.2之间，因此径向密封面31.3由压力引起而扩张，从而高压密封件31.1通过其整个的径向外径密封地紧贴在缸壁28.4上。在被吸入到压缩室28.1中的流体的压缩期间，所述高压密封件31.1通过径向密封面31.3径向相对于缸壁28.4密封并且通过轴向密封面31.5相对于第二活塞件22.2密封。另外，入口阀密封件25.3轴向相对于在第一活塞件22.2中的入口阀座25.1密封。
在按照本发明的活塞泵中，将轴向和径向压力分别分配到一个部件上，这有利地减小了与应变和应力有关的部件负荷并且可以将部件设计成具有较小的部件强度。总的来说，本发明实现了具有可简单制造的部件的成本有利的且结构空间最佳的活塞泵，这些可简单制造的部件例如由塑料注塑件构成。按照本发明的活塞泵有利地具有改进的抽吸特性、250bar的耐压性和特别短的入口区域。

Claims (10)

1.活塞泵，具有活塞组件(22)、缸体(28)和入口阀(25)，活塞组件具有至少一个横向孔(23)和一个与所述至少一个横向孔(23)相通的纵向孔(24)，在缸体(28)中活塞组件可纵向移动地被导引，入口阀(25)包括笼形件(31)和设置在活塞组件(22)上的相应的入口阀座(25.1)，在该笼形件中设置入口阀弹簧(25.2)和入口阀密封件(25.3)，其中，所述入口阀密封件(25.3)能够通过入口阀弹簧(25.2)的弹簧力密封地压入相应的入口阀座(25.1)中，以封闭纵向孔(24)，其中，能够通过设置在活塞组件(22)中的至少一个横向孔(23)抽吸流体，该流体能够通过纵向孔(24)经由入口阀(25)被输送到压缩室(28.1)中，在该压缩室中设置用于活塞组件(22)的复位弹簧(30)，其特征在于，所述笼形件(31)具有弹性高压密封件(31.1)，该高压密封件承受径向作用的分力和通过径向密封面(31.3)相对于缸壁(28.4)密封并通过轴向密封面(31.5)相对于活塞组件(22)轴向密封，其中径向密封面(31.3)由压力引起而扩张，从而高压密封件(31.1)以其整个径向外径密封地紧贴在缸壁(28.4)上。
2.如权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述活塞组件(22)包括第一活塞件(22.1)和第二活塞件(22.2)，其中，所述入口阀座(25.1)由耐磨材料构成；第二活塞件(22.2)承受轴向作用的分力；在第二活塞件(22.2)中加工出与纵向孔(24)相通的至少一个横向孔(23)；以及所述弹性高压密封件(31.1)通过轴向密封面(31.5)相对于第二活塞件(22.2)轴向密封。
3.如权利要求1或2所述的活塞泵，其特征在于，所述径向密封面(31.3)能够通过由压力引起的高压密封件(31.1)的扩张而形成。
4.如权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述弹性高压密封件(31.1)在接近缸壁(28.4)处具有径向接触区域(31.4)，该径向接触区域用于容纳复位弹簧(30)的上部末端线圈(30.1)并使其对中。
5.如权利要求4所述的活塞泵，其特征在于，所述径向接触区域(31.4)由径向容纳槽(31.4)构成，该容纳槽在外边缘处形成柔性密封唇(31.2)，该密封唇相对于缸壁(28.4)压力密封地封闭压缩室(28.1)。
6.如权利要求2所述的活塞泵，其特征在于，具有弹性高压密封件(31.1)的笼形件(31)和具有入口阀座(25.1)的第二活塞件(22.2)由塑料注塑件构成。
7.如权利要求2所述的活塞泵，其特征在于，所述第一活塞件(22.1)松动地与第二活塞件(22.2)连接。
8.如权利要求2所述的活塞泵，其特征在于，所述第一活塞件(22.1)与第二活塞件(22.2)形状配合连接和/或传力连接。
9.如权利要求7或8所述的活塞泵，其特征在于，所述第一活塞件(22.1)由圆柱形滚针构成。
10.用于汽车的制动系统，其特征在于，具有回油泵，该回油泵由如权利要求1至9中任一项所述的活塞泵(1)构成。
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