CN102138002A - 活塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞泵(1)，所述活塞泵例如作为具有防抱死控制功能的车辆液压制动系统的回流泵。为了对泵活塞(2)进行导向和密封，所述活塞泵(1)具有活塞环组(7)，该活塞环组包括特别是星形密封环的密封环(9)、支承环(10)和导向环(8)。本发明建议，将所述导向环(8)构造为具有倒角(13)，所述支承环(10)在受到压力时摆动到该倒角中。由此，所述支承环的靠近所述密封环(9)的内边缘被压靠在泵活塞(2)上，从而改进所述支承环的刮油作用，持续地避免在所述支承环(10)和所述泵活塞(2)之间产生间隙并且延长所述密封环(9)的使用寿命。

Description

活塞泵
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述的特征的活塞泵。该活塞泵特别地被设计为在具有防抱死控制功能、驱动防滑控制功能和/或行驶动态控制功能的车辆液压制动系统中的所谓的回流泵以及也被设计用于在车辆电子液压制动系统中建立制动压力。
背景技术
这种活塞泵本身已知并且经常集成在液压块体中，该液压块体构成所述活塞泵的泵壳，其他的元件如电磁阀、液压蓄能器、止回阀被安装在该液压块体中并且彼此液压连接。一个大多数情况下呈阶梯形的孔形成所述活塞泵的泵孔，泵活塞可轴向移动地位于该泵孔中。
为了可轴向移动地对泵活塞进行导向和密封，已知具有密封环、导向环和设置在所述密封环和所述导向环之间的支承环的活塞环组。通常，活塞环组设置在泵孔的环形台阶上或者环绕的凹槽中。支承环支撑密封环，以防止密封环挤压到导向环与泵活塞之间的间隙中。挤压是一种流动，也就是密封环由于受到压力而产生的塑性变形。
发明内容
依据本发明具有权利要求1所述的特征的活塞泵的活塞环组的支承环无间隙地贴靠在泵活塞上并且导向环在其朝向所述支承环的端面的内边缘上具有倒角。本发明的倒角也可理解为在从导向环的朝向支承环的端面到内周面的过渡部分上的倒圆，或者一般地可理解为在导向环的朝向支承环的端面上包围泵活塞的自由空间，当受到压力时支承环的径向内侧部分在支承环的变形下可以摆动到该倒圆或者自由空间中。通过支承环贴靠在泵活塞上，支承环起刮油环的作用并且使附着在泵活塞上的污物远离密封环。
在受到压力时，密封环支撑在支承环上并且由此将支承环压靠在导向环上。通过该轴向负荷，密封环沿轴向将支承环压到在导向环内边缘上由倒角形成的、包围泵活塞的自由空间中。在此，支承环的径向内侧部分通过支承环的弹性和/或塑性变形而摆动，这引起支承环在其朝向密封环的一侧上的内边缘向内朝泵活塞的方向运动。当支承环的径向内侧部分摆动到由导向环的倒角形成的自由空间中时，支承环在其朝向密封环一侧上的内径缩小。支承环压在泵活塞上的压紧力增大，支承环的刮油作用得到改善。除此之外，将支承环向内压紧在泵活塞上不断地重新校准支承环，由此使支承环持续地无间隙地贴靠在泵活塞上。
即使在泵活塞在泵孔中沿径向运动时，本发明也可避免在支承环和泵活塞之间形成月牙形的、沿周向延伸的间隙的情况下支承环在一个周边部分上从泵活塞上抬起。支承环即使在泵活塞径向运动时也能在泵活塞上保持对中并且沿周向不间断地贴靠在泵活塞上。支承环的在受到压力下摆动到由导向环的倒角形成的自由空间中的径向内侧部分使泵活塞对于横向力稳定并且由此改善泵活塞的轴向导向。通过支承环的径向内侧部分摆动到由导向环的倒角形成的自由空间中，可以在朝向导向环的一侧在支承环和泵活塞之间形成截面为楔形的间隙，该间隙一直延伸到支承环的轴向中间部分。在泵活塞往复直线运动时，这种截面为楔形的间隙引起沿间隙变窄的方向，也就是朝密封环的方向，“输送”附着在泵活塞上的制动液。由此将附着在活塞表面上的泄漏液(所谓的“拖曳漏液”)往回朝密封环的方向输送。
概括地，本发明的优点为显著改善的泄漏情况和因为支承环向内压靠在泵活塞上而改进的刮油作用和由此实现的支承环的不断重新校准。
从属权利要求的主题是在权利要求1中给出的本发明的有利的设计方案和改进方案。
权利要求4规定，密封环在它受到压力时，在靠近内径处贴靠在支承环上。靠近内径的意思是与密封环或者支承环的外径相比更加靠近内径。特别是指，密封环在导向环的倒角的区域中或者不管怎样在靠近倒角处贴靠在支承环上。由此，实现了所期望的变形，即，当密封环受到压力时支承环的径向内侧部分摆动到由导向环的倒角或者以其他的方式在导向环的内周边上形成的自由空间中。在靠近内径处贴靠在密封环上的适合的密封环为星形密封环，对于该星形密封环通常也称为X密封环或者四唇口密封环(权利要求5)。
依据本发明的活塞环组特别适用于活塞泵的低压侧(权利要求6)，也就是适合在用于驱动活塞泵的偏心轮一侧对泵活塞进行密封和导向。
附图说明
接下来依据在附图中示出的实施方式对本发明进行详细阐述。附图中：
图1示出了依据本发明的活塞泵的轴向剖视图；
图2示出了图1的活塞泵在受到压力下在活塞环组区域中的放大的半剖视图；并且
图3示出了按照在图2中的箭头III的局部放大图。
附图是用于理解本发明的示意性的简化视图。
具体实施方式
图1示出了依据本发明的活塞泵1在泵活塞2的驱动侧的端部区域中的部分视图。活塞泵1被设计用于车辆液压制动系统，例如作为具有防抱死控制功能、驱动防滑控制功能和/或行驶动态控制的车辆制动系统。这种控制功能通常缩写为ABS、ASR、FDR和/或ESP。活塞泵1的另一可能的应用场合是车辆电子液压制动系统(缩写：EHB)。最后提到的应用场合，即车辆电子液压制动系统是助力制动系统，在所述助力制动系统中，制动所需要的制动压力通过活塞泵产生，该活塞泵为外部能量供给装置的一部分。
活塞泵1具有泵活塞2，该泵活塞可轴向运动地位于泵壳4中的泵孔3中。泵壳4在实施例中由液压块体构成，该液压块体除了活塞泵1之外还容纳了具有相同结构的用于第二制动回路的另一活塞泵以及其他的液压元件(如电磁阀、液压蓄能器和压力脉动阻尼器)并且将它们彼此液压连接(未示出)。当然地，还可以将活塞泵1实施为具有自己的泵壳，作为独立的装置而与这种液压块体无关。
泵活塞2的驱动借助于可旋转驱动的偏心轮5实现，该偏心轮相对于未示出的旋转轴线偏心地设置。偏心轮5的旋转轴线与泵孔3的轴线沿径向相交。偏心轮5在圆形轨道上绕旋转轴线运动，其中，圆形轨道的半径与偏心轮5的偏心距一致。泵活塞2通过一个端面6贴靠在偏心轮5的周边上。设置在泵活塞2的远离偏心轮5的端面上并且因此在图中不可见的活塞复位弹簧对活塞2加载使它贴靠在偏心轮5上。
泵活塞2通过活塞环组7在泵孔3中被密封并且被可轴向移动地导向。活塞环组7设置在泵孔3的环绕的、包围活塞2的凹槽中。还可以设置在泵孔3的环形台阶上(未示出)。在图中示出了泵活塞2的驱动侧上的密封件和导向件，也就是在泵活塞2的靠近偏心轮5的端部上的密封件和导向件。这是活塞泵1的低压侧。
活塞环组7具有靠近偏心轮5设置的导向环8、远离偏心轮5设置的密封环9和设置在所述导向环8和所述密封环9之间的支承环10。
在本发明的示出的和阐述的实施方式中，密封环9是星形密封环，该星形密封环也被称为X型密封环或者四唇口密封环。星形密封环对于本发明不是强制必需的，也可以使用其它的密封环(未示出)。然而有利的是，密封环9在靠近其内径处，也就是在靠近泵活塞2的外周面处，贴靠在与它相邻的支承环10上。星形密封环是这种情况：该星形密封环通过它的四个环绕的凸起中的一个在靠近内径处贴靠在支承环10上。该贴靠是在一条环绕的圆形的接触线11上进行，该接触线在数学意义上并非一条线，而是一个圆环面。
支承环10是由塑料制成的孔板。其目的是为避免密封环9挤压到导向环8和泵活塞2之间的活塞间隙中。挤压是一种流动，也就是密封环9在受到压力下的塑性变形。支承环10无间隙地贴靠在泵活塞2上。
导向环8具有L形环截面，由此形成凸缘，该凸缘接下来被称为导向环8的底座12。底座12靠近支承环10。在底座12的内边缘上，导向环8具有倒角13，通过该倒角在导向环8的朝向支承环10的端面的内边缘上形成横截面为三角形的自由空间14。对于本发明重要的是在导向环8的朝向支承环10的端面的内边缘上的自由空间14，而自由空间14通过倒角13，也就是斜面得以实现不是必要的。替代地，导向环8还可以例如在从朝向支承环10的端面到其贴靠在泵活塞2上的内周面的过渡部分上具有倒圆，以提供自由空间14(未示出)。
通过制动液在远离导向环8的一侧对密封环9施加压力，密封环9被压靠在支承环10上。压力负荷在图2中以平行箭头p示出。通过密封环9的朝向支承环10的、环绕的凸起，被设计为星形密封环的密封环9压靠在支承环10上。这在图2和3中以力箭头F示出。在内侧的凸起上，密封环9沿着从数学上看为圆环面的接触线11压靠在支承环10的径向内侧部分上。接触线11从径向上看位于导向环8的倒角13和由倒角13形成的自由空间14之内。由此，受到压力的导向环9使支承环10的径向内侧部分变形进入自由空间14中。支承环10的径向内侧部分在弹性和/或塑性变形下朝导向环8的方向摆动，如特别地在图3中可见。为了说明，支承环10的变形以夸大的程度示出。
通过支承环10的径向内侧部分的摆动，支承环靠近密封环9的内边缘15向内运动，也就是压靠在泵活塞2上。由此，实现或者说改善支承环10的刮油作用，附着在泵活塞2的外周面上的污物不会到达密封环9。除此之外，支承环10的靠近密封环9的内边缘15压紧在泵活塞2上，这使得磨损均匀，由此延长支承环10的使用寿命。支承环10的内边缘15向内压在泵活塞12上的压力不断地重新校准支承环，从而支承环10由此持续地无间隙地贴靠在泵活塞2上。
持续无间隙地贴靠在泵活塞2上的支承环10避免密封环9产生间隙挤压。密封环9的使用寿命由此也被延长。间隙挤压是已经阐述的密封环9进入导向环8和泵活塞2之间的活塞间隙中的挤压，无间隙地贴靠在泵活塞2上的支承环避免了该间隙挤压的产生。
此外，支承环10通过其径向内侧部分变形进入到导向环8的自由空间14中在支承环8上得到径向支撑。由此避免，支承环10由于相对于泵活塞2的径向运动在形成月牙形的、沿周向延伸的间隙的情况下在一个周边部分中从泵活塞2上抬起。支承环10的靠近密封环9的内边缘5压紧在泵活塞2上还抵制这种月牙形间隙的形成。通过这种方式，当泵活塞2例如由于偏心地绕轴线旋转的偏心轮5的作用发生侧向即沿泵孔3的径向运动时，也可实现支承环10沿周向连续地并且不间断地贴靠在泵活塞2上。
在朝向导向环8的一侧上，支承环10的中央孔可以通过其径向内侧部分摆动到导向环8的自由空间14中而从泵活塞2上抬起，如在图3中示出。在泵活塞2和支承环10的内周边之间产生楔形的间隙16，该间隙在支承环10厚度的一部分上延伸。该楔形的间隙16如同一种止回阀起作用，它使得附着在泵活塞2上的制动液沿间隙16变窄的方向，也就是朝密封环9的方向流过，与此相反，支承环10的靠近密封环9且压靠在泵活塞2上的内边缘15防止附着在泵活塞2上的制动液朝导向环8的方向流过。由此，将由于泵活塞2的往复直线运动流出的泄漏液优选地重新往回朝密封环9的方向输送。

Claims (5)

1.一种活塞泵，所述活塞泵具有泵活塞(2)，该泵活塞在泵孔(3)中可轴向移动并且带有活塞环组(7)，该活塞环组包括密封环(9)、导向环(8)和设置在所述密封环(9)和所述导向环(8)之间的支承环(10)，其特征在于，所述支承环(10)无间隙地贴靠在所述泵活塞(2)上并且所述导向环(8)在其朝向所述支承环(10)的端面的内边缘上具有倒角(13)。
2.按照权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述导向环(8)具有L形环截面。
3.按照权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述密封环(9)在所述支承环(10)上具有靠近内径的接触线(11)。
4.按照权利要求3所述的活塞泵，其特征在于，所述密封环(9)是星形密封环。
5.按照权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述活塞环组(7)设置在所述泵活塞(2)的低压侧。
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