CN101855452B - 用于对两个流体回路同步加压的泵组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于对两个流体回路同步加压的泵组件(10)，该泵组件包括两个共同设置于一个泵壳(12)中并且通过它们的驱动轴(16)被旋转驱动的内啮合齿轮泵(11，11’)，所述内啮合齿轮泵的小齿轮(19，19’)位于相应的泵腔中并且与所述内啮合齿轮泵的齿圈(21，21’)进行齿部啮合，其中，所述内啮合齿轮泵(11，11’)的泵腔由一个共同的分隔壁(15)相互隔开，所述分隔壁被设计为一个单独的壳体件并嵌入一个构成所述内啮合齿轮泵(11，11’)之一的周壁的壳体件(13)的空心横截面中；分配给所述内啮合齿轮泵(11，11’)的吸入通道(24，24’)和压力通道(25，25’)在相应泵腔的侧边界壁中的轴向的纵向段之后逐渐变成在泵壳(12)中径向延伸的纵向段。依据本发明，所述内啮合齿轮泵(11，11’)之一的吸入通道(24，24’)和压力通道(25，25’)集成于所述分隔壁(15)中。

Description

用于对两个流体回路同步加压的泵组件
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的用于对两个流体回路同步加压的泵组件。
背景技术
一种这样的泵组件例如已由DE 10053991A1公开了，该泵组件作为用于具有车轮防滑控制功能的车辆液压制动系统中的所谓的泵插入件，其中，泵插入件的两个内啮合齿轮泵为制动系统的不同制动回路提供供给，该制动系统的制动回路呈对角线分布。所述两个内啮合齿轮泵由组合式壳体的单独形成的分隔壁相互分开并且被一根共有的驱动轴横向穿过。两个内啮合齿轮泵的小齿轮被套在驱动轴上并通过传动连接不可相对转动地与驱动轴连接。为了使相邻齿轮泵的泵腔相互密封，两个轴密封圈相互间隔地嵌入分隔壁孔的相配合的环形腔中。如果一些制动液通过由此在两端被密封的轴通孔，则这些制动液通过通气孔排出，其中，该通气孔在轴密封圈之间沿径向延伸地设置在分隔壁中。为了将两个内啮合齿轮泵分别连接到相应的制动回路中，还给每个内啮合齿轮泵分配了吸入通道和压力通道，这些通道沿轴向看位于泵组件的两个相反的端部上，这些通道大致沿径向延伸并且通过在这些通道的端部弯曲而通至相应泵腔的吸入侧或压力侧。属于内啮合齿轮泵的通道对由于其在泵组件端面附近的侧面布置具有很大的相互间隔，这也必须在泵壳的结构设计以及确定尺寸时考虑到。
发明内容
具有独立权利要求1的特征的本发明的泵组件相对于现有技术有如下优点：包括内啮合齿轮泵的吸入通道和压力通道的通道对彼此间的轴向距离可以明显地减小。由此能够实现泵组件更加紧凑的结构形式，在必要时这可以是伴随着用于两个流体回路的管路系统的简化设计而实现的。此外，可以通过技术上更为简单的方式将吸入通道和压力通道位置精确地设置于分隔壁中，因为分隔壁用作泵的齿轮组的轴向止推盘。如此，分隔壁在装配于泵壳中之前在各个方向上都具有可达性，这例如使得用于制造或加工空心通道的切削加工明显变得容易。周围的壳体件不必再以它们的端面之间的距离通过卷边区域或者类似结构接合在分隔壁的周边上，而是接合面可以在分隔壁旁边延伸，并且需要互相连接的壳体件的环形端面可以对接地接合。由此，空心圆柱体形的壳体件的接合强度可以得到显著提高，从而泵组件不需要插入使其稳固的泵壳中。
通过从属权利要求所提出的措施以及改进方案，可以对独立权利要求1中所述的泵组件进行有利的设计和改进。
尤其有利的是，两个内啮合齿轮泵的吸入通道和压力通道集成于分隔壁中。由此，两个内啮合齿轮泵的吸入通道和压力通道位于相互非常靠近的位置，这使得泵组件的结构可以相应地更加紧凑。如果此外还在分隔壁中集成漏液通道，则该漏液通道可以明显缩短，并且当它通至在分隔壁的一个或者两个吸入通道的排出孔时不需要自身的流出口。如果直接连到泵壳或者说与泵壳流体连通的泵组件的所有流体通道连同漏液通道均位于分隔壁的内部，那么可以用很低的生产费用配合精确地将这些流体通道引入工件“分隔壁”中或者说在整体浇铸的流体通道中顺利地加工出这些流体通道。
尽管集成了两个吸入通道以及两个压力通道，如果四个流体通道基本上设置于分隔壁的同一横截面区域中，则分隔壁仍可以具有相对很小的厚度。为了实现将四个流体通道设置于分隔壁的同一横截面区域中，可以通过将泵组件的内啮合齿轮泵设置成彼此相对旋转180°，来将流体通道设置成在分隔壁中分别相互错开90°。这样有如下有利的副作用：内啮合齿轮泵中在相反方向作用的压力也在很大程度上相互抵消。
如果在需要供给的流体回路中的一个流体回路的管路系统中设置阀装置，则该阀装置可以直接集成在分隔壁的相应的流体通道中。在需要供给的一个或者两个流体回路中，该阀装置可以包含一个阀或者也可以包含两个阀。带有两个阀的一个流体回路或者各带有两个阀的多个流体回路的一种在技术上非常具有意义的配置是，在分隔壁的吸入通道中设置减压阀并且在分隔壁的压力通道中设置过压阀。因此，对于该阀装置可利用在分隔壁内部本来就存在的空间，这样可以不用将阀布置在相应的流体回路中的系统外部。由此，在泵组件之外相应地节省了空间并且可能简化了相连的管路系统。
所述的分隔壁在一种优选的实施方式中由一个具有两个平面平行的端面的圆柱形盘构成，这两个端面垂直于圆柱形盘的纵向中轴线并彼此平行地延伸，所述的分隔壁被压入相应的壳体件的圆柱形空心横截面中。如果对平的端面进行磨削，这由于圆柱形盘的形状而可以成本低廉地以高的表面质量实现，那么平的端面可以直接被用作齿轮组的止推面。通过将圆柱形盘压入圆柱形的空心横截面中(例如通过过盈配合)，在没有附加的紧固件的条件下也可确保圆柱形盘在壳体中位置固定的安装位置。在这里，压入过程必须按如下方式进行：在压入过程之后，使所述的圆柱形盘的流体通道的径向端部与在壳体中的对应的流体通道对准。在必要时，通过选择适当的过盈配合，可以在没有附加的密封件的情况下实现所述的圆柱形盘的外周和所述壳体的内周之间流体密封的连接。
压入的分隔壁可以在两个壳体件的相互对置的环形端面之间有利地被轴向支撑，其中一个壳体件的外径尽可能相当于分隔壁的外径。于是，在直径上与分隔壁相匹配的管形的端部可以与分隔壁类似地被压入或者推入另一个壳体件的较大的管形的端部中，由此管端存在嵌套式的纵向重叠。在轴向固定作用足够的情况下，通过空心壳体件和分隔壁的装配产生了一个非常稳固的联合体。
为了保证内啮合齿轮泵中齿轮组的齿槽在它们远离分隔壁的端面上的可靠密封，可以在泵组件的端部上各设置一个受压件，所述受压件由通常用于受压件的塑料材料制成，该受压件一侧支撑于相应的齿轮组的端面上，而另一侧支撑于相对的泵腔孔壁上。受压件最好各自在结构上与一个用于驱动轴的轴套联合，这实现令人期望的泵组件中的部件数量减少。轴套自身可以与受压件一体形成并且自身作为一个滑动轴承。一种替代方案是：轴套可以容纳或者说包围一个滚动轴承或者滑动轴承的轴瓦。
本发明的优选实施方式由后面的附图示出并依据附图进行描述。
附图说明
图1示出了本发明的泵组件的示意的纵向中间剖视图；
图2以侧视图示出了图1中的泵组件的泵腔；
图3示出了沿图1中的剖切线III-III的泵组件的分隔壁的垂直剖视图。
具体实施方式
如图1所示，泵组件10包括两个内啮合齿轮泵11和11’，这两个内啮合齿轮泵从侧面紧挨并排并且设置于一个共同的泵壳12中。在安装状态下，泵组件10是在图中未示出的用于车辆制动系统的压力控制装置的组成部分，该车辆制动系统的制动回路呈对角线分布，其中，内啮合齿轮泵11和11’在对于ABS或者ESP应用来说已知的制动干预的过程中各自负责为一个制动回路提供压力。所述的共同的泵壳12在外侧由两个盆形的空心壳体件13和14构成，这两个壳体件各自在三边上限定内啮合齿轮泵11和11’的泵腔并且通过其端部的纵向重叠而接合。一个分隔壁15作为位于内部的壳体件嵌入在空心壳体件13和14之间，所述分隔壁以其端面在第四边上限定两个内啮合齿轮泵11和11’的泵腔。分隔壁15由一个具有平面平行的端面的圆柱形盘构成，该圆柱形盘被压入相应的壳体件13的圆柱形空心横截面中。
对两个内啮合齿轮泵11和11’的驱动通过一根共同的驱动轴16实现，该驱动轴由一个在外部通过法兰连接的直流电动机旋转驱动，其中，驱动轴16经由一个密封的轴通孔进入到壳体12中并且穿过同轴的轴承孔，这些轴承孔由壳体件13、14以及分隔壁15空出。驱动轴16在中间支承位置上可转动且可滑动地直接支承于分隔壁15的孔中，而驱动轴16在两侧的支承位置上通过由塑料制成的轴套17和轴套17’滑动地转动支承。轴套17和轴套17’分别被设计成空心圆柱形并且以形状配合连接的方式位于驱动轴16的周边和壳体件13或14的相应孔壁之间。
在支承位置之间，紧接着轴套17或17’，驱动轴16分别穿过与相应的轴套17或17’形成一体的受压件18或18’，然后穿过在内啮合齿轮泵11或11’的相应小齿轮19或19’的中央贯穿孔，以及最后穿过相应的轴密封圈20或20’，该轴密封圈20或20’压入分隔壁15中用于驱动轴16轴承孔的相应的阶梯形加宽部中。
如结合图2示出的内啮合齿轮泵11的泵腔的侧视图可知，具有类似六角形横截面的驱动轴16穿过为此与它配合的小齿轮19的空心横截面，由此在小齿轮19和驱动轴16之间形成了无相对转动的传动连接，其中，所述类似六角形横截面具有稍微倒圆的边。小齿轮19的外齿部与齿圈21的内齿部相啮合，该齿圈本身以其圆形的外周可转动地支承于相应的壳体件13的孔段中。齿部啮合部精确地位于齿圈21的内齿部上部区域的中心位置，由此小齿轮9和齿圈21的齿顶圆一同限定了一个镰刀形的环形腔。此环形腔关于齿轮组的垂直中平面呈镜像对称，其中小齿轮9和齿圈21的转动轴线在该垂直中平面中延伸。一个填隙件22通过在位于中央位置的轴销23可摆动运动地支承于镰刀形环形腔的中心位置。但摆动运动性被限制到最小程度，因为填隙件22的外周面以很小的间隙紧贴于被覆盖的齿圈21的内齿部的齿顶，且填隙件22的内周面以很小的间隙紧贴于被覆盖的小齿轮19的齿顶。此外还可看出，在分隔壁15中，在内啮合齿轮泵11右边的吸入侧上有一个制动液吸入通道24，而在左边的压力侧有一个相应的制动液压力通道25。
如果此时在内啮合齿轮泵11完全被制动液填充并且被完全排气的情况下，驱动轴16例如借助一个电传动电动机沿顺时针方向转动，则小齿轮19同步地一起转动并且齿圈21由于与小齿轮19进行齿部啮合也沿相同的方向一起转动。由于被填隙件22覆盖的齿槽在一个端面上由被加载相应轴向力的受压件18密封，而在相对的端面上撞靠在分隔壁15上被密封，因此由齿槽容纳的制动液体积能够在齿顶相对于填隙件22的密封足够时在压力相应升高的条件下从内齿轮泵11的吸入通道24被输送到内啮合齿轮泵11的压力通道25。为此所需的齿顶与填隙件22之间的密封在此仅仅由于填隙件22的规定的周向间隙就得以实现，在运行中通过该周向间隙在填隙件22的周向长度上产生这样的压力分布，该压力分布产生了填隙件22绕轴销23的纵向中轴线的足够的转动力。因此，在小齿轮19沿顺时针方向转动时，也产生了作用于填隙件22上的顺时针方向的摆动力，由此填隙件22的内周面被位于轴销23左侧的杠杆臂压到小齿轮19被覆盖的齿顶上，并且外周面被位于轴销23右侧的杠杆臂压到齿圈21的齿顶上。由于填隙件22的杠杆端部在小齿轮19和齿圈21的齿部之间的挤压，产生了填隙件22的反方向的压紧力，该压紧力的大小与为在填隙件22和被覆盖的齿顶之间实现足够的密封所需要的大小一样。
如已经阐述的那样，内啮合齿轮泵11’由驱动轴16一起驱动，因为小齿轮19’也被驱动轴16穿过并且通过一个与小齿轮19相对应的传动连接不可相对转动地与该驱动轴16连接。内啮合齿轮泵11’的几何构造也尽可能与内啮合齿轮泵11的几何构造相一致，其中，由小齿轮19’和齿圈21’组成的齿轮组被设置成相对于由小齿轮19和齿圈21组成的齿轮组旋转180°。由于在内啮合齿轮泵11和11’中的彼此相对旋转180°的齿轮组布置，也就是说相反的偏心布置，会在内啮合齿轮泵11和11’的压力侧上分别产生作用于相反的径向方向的压力合力，如图1中粗箭头所示。由此，这些合成的径向力在很大程度上相互抵消，这使得能够更加有利地设计泵壳12的尺寸，因为在所述泵壳的尺寸设计中基本上仅需在结构上考虑由合力在轴向上的偏移而作用的力矩。
当然，在呈相反的偏心布置的内啮合齿轮泵11和11’中，受压件18和18’以及填隙件22和22’也必须被设置成相对旋转180°。这同样适用于吸入通道24’和压力通道25’，其中，吸入通道和压力通道同样集成于分隔壁15中并朝向内啮合齿轮泵11’的泵腔敞开。
如在图3示出的分隔壁15的剖视图中可见，通向内啮合齿轮泵11的泵腔的吸入通道24和相应的压力通道25基本上位于同一个横截面平面中，如同通向内啮合齿轮泵11’的泵腔的吸入通道24’和相应的压力通道25’一样。此外，这些通道在径向上以这样的宽度朝着外周的方向布置，以至于这些通道能够在不对功能产生不利影响的情况下与压入的轴密封圈20和20’轴向重叠。由此，分隔壁15的总厚度只要略微大于为了集成吸入通道24或24’的轴向和径向通道段本来就需要的厚度。在同一个横截面区域中，还另外设置了漏液通道26，该漏液通道用于将渗透到分隔壁15的轴承孔中的制动液排出，所述漏液通道开始于位于轴密封圈20和20’之间的分隔壁15的轴承孔，沿对角线延伸穿过分隔壁15并通向两个吸入通道24和24’。此外还可以看出：在吸入通道24和24’中各设置了一个减压阀27和27’，并在压力通道25和25’中各设置了一个过压阀28和28’，其中，采用这样的设置，使得所有容纳于分隔壁15中的阀27、27’、28和28’在各个操作状态下均位于分隔壁的空腔内。
过压阀28和28’是结构相同但相反布置的具有通常结构形式的过压阀，在这些过压阀中，一个球体位于压力通道的流动路径中并由复位弹簧的力压到阀的密封座上。一旦该密封座上的流体压力大于弹簧力，球体就被挤出，压力通道的流动路径由此被开放。因此，压力通道25和25’在相应的压力下克服弹簧载荷沿径向向外运动并由此与相应的制动回路流体连通，或者在压力情况发生相应变化时通过弹簧力再次关闭并由此在液压上与制动系统分离，其中，压力通道25和25’的径向纵向段在直径上相对地在靠近周边处集成于分隔壁15中。
与此相对，减压阀27和27’被设计为线性的滑阀，所述滑阀以其变窄的控制段横向穿过吸入通道24或24’的径向流通路径并且同样地沿相反的方向安装。在此，减压阀27和27’的移动方向相向延伸并平行于压力通道25和15’的径向纵向段。减压阀27和27’的滑块各自通过一个相应的螺旋压力弹簧的弹簧力被保持在初始位置上，当然该初始位置对应于减压阀27或27’的流通位置。螺旋压力弹簧在此各自支撑于与控制段相接的柱塞段的环形端面上并且控制段以其具有中央孔的端部区域嵌入分隔壁15的相应盲孔中，其中所述的柱塞段在密封的情况下在分隔壁15的柱塞段孔中被滑动地引导。如果此时吸入通道24或24’的流体压力升高超过规定的极限值，则流入盲孔中的流体对控制段的环形端面施压并由此克服复位弹簧的力而推动减压阀27或27’的柱塞，其中吸入通道24或24’的流动路径逐渐被向前推进的控制段移位并同时对流体流产生相应的节流作用。在内啮合齿轮泵11和11’被分配给制动系统的制动回路的所示情况中，减压阀27和27’的部件相互协调，使得在内啮合齿轮泵11或11’的吸入侧上不会超过约10bar的压力极限值。因此可以避免在内啮合齿轮泵11和11’中不必要的摩擦力，所述不必要的摩擦力会对泵组件10的效率以及它的磨损产生不利的影响。如果来自吸入通道24或24’的流体在减压阀27或27’的密封平面旁边经过并进入该减压阀的引导孔，则该流体可以与来自漏液通道的流体一起流出，因为该引导孔朝向分隔壁15的周边敞开并且还用作流出口。

Claims (9)

1.一种用于对两个流体回路同步加压的泵组件(10)，该泵组件包括两个共同设置于泵壳(12)中并且通过它们的驱动轴(16)被旋转驱动的内啮合齿轮泵(11，11’)，所述内啮合齿轮泵的小齿轮(19，19’)位于相应的泵腔中并且与所述内啮合齿轮泵的齿圈(21，21’)进行齿部啮合，其中，所述内啮合齿轮泵(11，11’)的泵腔由一个共同的分隔壁(15)相互隔开，所述分隔壁被设计为一个单独的壳体件并嵌入一个构成所述内啮合齿轮泵(11，11’)之一的周壁的壳体件(13)的空心横截面中；分配给所述内啮合齿轮泵(11，11’)的吸入通道(24，24’)和压力通道(25，25’)在相应泵腔的侧边界壁中的轴向的纵向段逐渐变成在泵壳(12)中径向延伸的纵向段，其特征在于，所述内啮合齿轮泵(11，11’)之一的吸入通道(24，24’)和压力通道(25，25’)集成于所述分隔壁(15)中，其中所述分隔壁(15)轴向支撑在一个壳体件(13)的环形端面上并且在所述分隔壁的相对的端面上支撑于邻接的另一壳体件(12)的一个环形端面上，其中，壳体件(13、12)的端部区域被构造为管状，并且以嵌套式地纵向重叠的方式被接合。
2.按照权利要求1所述的泵组件，其特征在于，两个所述内啮合齿轮泵(11，11’)的吸入通道(24，24’)和压力通道(25，25’)都集成于分隔壁(15)中。
3.按照权利要求1或者2所述的泵组件，其特征在于，在所述分隔壁(15)中集成有漏液通道(26)，所述漏液通道与在所述分隔壁(15)中的一个吸入通道(24，24’)的流出口流体连通。
4.按照权利要求1或者2所述的泵组件，其特征在于，所述分隔壁(15)的每个吸入通道(24，24’)和每个压力通道(25，25’)都设置于所述分隔壁的同一个横截面区域中。
5.按照权利要求1或2所述的泵组件，其特征在于，其中在所述分隔壁(15)的至少一个吸入通道(24，24’)或者压力通道(25，25’)中设有阀装置。
6.按照权利要求1所述的泵组件，其特征在于，在所述分隔壁(15)的每个吸入通道(24，24’)中都设置一个减压阀(27，27’)和在所述分隔壁(15)的每个压力通道(25，25’)中都设置一个过压阀(28，28’)。
7.按照权利要求1所述的泵组件，其特征在于，所述分隔壁(15)是一个具有平面平行的端面的圆柱形盘，所述圆柱形盘压入相应的壳体件(13)的圆柱形空心横截面中。
8.按照权利要求1所述的泵组件，其特征在于，所述内啮合齿轮泵(11，11’)的齿轮组在它们的朝向泵组件(10)端部的端面上被相应的受压件(18，18’)沿轴向加载，所述受压件附带地包括一个用于驱动轴(16)的轴套(17，17’)。
9.按照权利要求8所述的泵组件，其特征在于，所述受压件(18，18’)以及所述轴套(17，17’)由塑料制成并一体地形成。
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