CN102575655A - 液压的泵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输送工作介质、冷却介质和/或润滑介质的液压的泵装置。本发明的特征在于，所述泵装置设计为具有能够往复运动的活塞的活塞泵，所述活塞具有至少一个驱动压力面和至少一个工作压力面，驱动压力施加于或能够施加于所述驱动压力面上，以便驱动所述泵装置，所述工作压力面限定所述泵装置的工作压力室。

Description

液压的泵装置
技术领域
本发明涉及一种用于输送工作介质、冷却介质和/或润滑介质的泵装置。本发明还涉及一种具有所述泵装置的液压的工作冷却系统、润滑冷却系统和/或冷却系统。
背景技术
在汽车领域中，例如湿运行离合器的消耗装置需要足够大体积流的冷却油。所述冷却油能够借助于流体动力学的喷射泵吸取，所述流体动力学的喷射泵使用油体积流作为推进喷射。在汽车领域中，通常运用齿轮油泵提供润滑剂。而且，已知液压式轴向柱塞泵和径向活塞泵。所述泵除输送冷却油流外还用于输送燃料、冷却水或运行液压工作系统，例如用于离合器或档调节器的液压调节缸。还已知压力倍增器，它可用来增加现有的压力。
发明内容
本发明的目的在于，简化或改良利用相对低的压力水平，提供足够的工作、冷却和/或润滑体积流。
所述目的通过用于输送工作介质、冷却介质和/或润滑介质的液压的泵装置解决，其中，所述泵装置实施为具有可往复运动的活塞的活塞泵，所述活塞具有至少一个驱动压力面和至少一个工作压力面，所述驱动压力面利用驱动压力可作用或施加驱动压力以驱动所述泵装置，所述工作压力面界定所述泵装置的工作压力室。在所述泵装置运行中，所述驱动压力面交替受到驱动压力和罐压力或环境压力作用，以便以振荡运动方式移动所述活塞。所述工作压力能够大于或小于环境压力。所述泵装置不仅能够高压运行，还能够低压运行。所述工作压力利用任意流体传递，例如水、油或空气。
所述液压的泵装置的一个优选实施例的特征在于，所述工作室通过中间连接止回阀来与工作回路、冷却回路和/或润滑回路连通。所述止回阀防止冷却和/或润滑介质不希望地回流到工作室中。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述活塞在一侧上受到返回活塞的弹簧力作用。在所述泵装置的运行中，所述活塞首先通过驱动压力面的压力作用利用驱动压力克服所述复位弹簧的弹簧力而运动，其中，实施为压力弹簧的复位弹簧被压缩。随后，所述驱动压力面释放，使得所述复位弹簧的弹簧力引起所述活塞重新放置。当所述泵装置的驱动压力是低压时，所述活塞复位弹簧必须布置在所述活塞的面向工作压力室的侧上或者实施为拉簧。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述复位弹簧实施为螺旋压力弹簧。所述螺旋压力弹簧优选预加应力于所述活塞一端。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述复位弹簧实施为盘形弹簧，所述盘形弹簧显示为挤出体，所述盘形弹簧使所述泵装置的两个工作室相互隔开。在所述盘形弹簧中结合能量存储器和挤出机的功能。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述驱动压力面界定驱动压力室，所述驱动压力室通过中间连接开关阀装置来与驱动压力源连通。通过所述开关阀装置，所述驱动压力室交替连接驱动压力源或环境压力源或低压源。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述活塞具有两个驱动压力面和/或两个工作压力面。所述两个驱动压力面和工作压力面分别相对地布置。所述工作压力面和驱动压力面的面比例相互协调，使得在消耗装置中提供期望的工作压力水平。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述泵装置的两个工作压力室通过一个或所述开关阀装置可交替地提供驱动压力或环境压力或低压。这具有能够取消前述复位弹簧的优点。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述开关阀装置实施为两位四通换向阀。所述两位四通换向阀包括一个用于控制驱动压力源的接口、一个用于罐的接口和两个驱动压力室接口。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述开关阀装置实施为两位三通换向阀。所述两位三通换向阀包括一个用于与所述驱动压力源连通的第一驱动压力室的接口，一个用于第二驱动压力室的接口和一个罐接口。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述开关阀装置布置在所述活塞中并且通过探针操纵。所述开关阀装置经由所述探针自动转接，所述开关阀装置的开关阀活塞立即占据所述两个开关位置中的一个。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述开关阀装置包括分度机构，所述分度机构强迫所述开关阀装置直接转接。所述分度机构保证所述开关阀装置不占据中间位置，而是占据两个端部位置中的一个。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述分度机构包括执行体，所述执行体与连杆共同作用。为了同一目的而能够安装弹簧-曲杆机构或永磁体，它将所述开关阀装置的阀活塞或阀板分别拉或压到端部位置或终端位置中。
所述液压的泵装置的进一步优选实施例的特征在于，所述执行体通过抵靠连杆的弹簧预加应力。所述执行体能够实施为例如球体。
本发明还涉及一种具有上述泵装置的液压工作冷却系统、润滑冷却系统和/或冷却系统。根据本发明的泵装置优选安装到锥形盘缠绕变速器或双离合器设备中，以利用低的压力水平提供足够的冷却介质流。
所述液压的工作冷却系统、润滑冷却系统和/或冷却系统的进一步优选实施例的特征在于，所述活塞的驱动压力面可利用控制液压压力、吸管压力、真空泵压力、升压、废气背压或转向助力泵压力操作或利用利用控制液压压力、吸管压力、真空泵压力、升压、废气背压或转向助力泵压力操纵。在这里，驱动压力面优选利用汽车运行中所存在的压力操纵。这具有能够放弃提供驱动压力的附加机组的优点。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节可从下面参照附图详细描述不同实施例的说明中给出。在附图中：
图1显示外部控制的、主要单独作用的泵装置，其具有实施为螺旋压力弹簧的复位弹簧；
图2显示具有盘形弹簧的类似图1所示的实施例；
图3和图4分别显示外部控制的、初级和次级双重起作用的泵装置；
图5和图6分别显示差速器缸结构中的外部控制的、双重起作用的泵装置；以及
图7显示自控制的、双重起作用的泵装置，其具有集成到活塞中的开关阀装置。
具体实施方式
在图1中以液压开关原理图的形式非常简单地显示具有液压的泵装置2的液压工作、冷却和/或润滑系统1。液压的泵装置2包括壳体4，壳体4中接收可往复运动的活塞5。活塞5包括基体6，基体6具有圆板形式的外形，并且从它的前侧伸出两个圆形栓塞7，8。复位弹簧10夹紧在栓塞8的自由端和壳体盖9之间。如图1中粗线所示，复位弹簧能够也实施为螺旋弹簧，螺旋弹簧套装到圆形栓塞8上。所述复位弹簧或活塞复位弹簧能够不安置在栓塞8上，而是安置在活塞5和/或壳体4的凹处中。
栓塞7的自由端上的前表面为驱动压力面，其在壳体4中界定驱动压力室11。基体6在栓塞7，8的径向外部的前表面上分别具有工作压力面，它们在壳体4中界定工作压力室14，15。工作压力室14，15通过连接管道16连接消耗装置，例如供给冷却油的离合器。止回阀17，18在消耗装置和工作压力室14，15之间开关，防止介质从消耗装置回流到工作压力室14，15中。
工作压力室14，15还通过连接管道21，22连接罐23，24。止回阀25，26分别在工作压力室14，15和罐23，24之间开关，防止介质从工作压力室14，15不期望地回流到罐23，24中。
驱动压力室11通过连接管道28连接开关阀30，开关阀30实施为两位三通换向阀。除用于连接管道28的一个接口外，开关阀30具有用于驱动压力源31的一个接口和用于罐32的一个接口。在附图标记23和24前设置与罐32相同的罐。
驱动压力源31的驱动能量例如从变速器的控制液压系统得到。但是，驱动压力源31的驱动能量也能够通过吸管负压或者在柴油汽车中通过制动力增强器的真空泵提供。替代地或附加地，驱动压力源31的驱动能量能够通过涡轮增压器的或机械增压器的升压提供。但是，所述驱动能源也能够提供为在催化剂、微粒过滤器或涡轮增压器之前的废气背压的形式。在驱动压力源31中，它也能够是泵，例如是转向助力泵。
通过根据本发明的泵装置2，驱动压力源31的相对高的压力水平改变成具有低压力水平的大的润滑和/或冷却介质体积流。为此，液压的泵装置2的活塞5借助于驱动压力源31所提供的驱动压力以振荡运动方式移动，由此，来自罐23、24的介质(尤其是冷却油)被吸取到工作压力室14，15中，并且从那儿经由连接管道16输送到消耗装置。所述驱动压力面的和工作压力面的尺寸在活塞5上一个在另一个上面地协调，使得在给定的驱动压力下，来自罐23、24的具有小压力水平的足够大的体积流经由连接管道16输送到消耗装置。
具有两个工作压力室14、15的泵装置2双重起作用地执行。在图1中显示的开关阀30的开关位置中，驱动压力经由驱动压力源31提供到驱动压力室11中。通过驱动压力，活塞5克服复位弹簧10，在图1中向右运动。此时，介质从罐23吸取到左工作压力室15中。同时，介质从右工作压力室14输送到消耗装置。复位弹簧10被压缩。
通过转换开关阀30，活塞5因复位弹簧10的弹簧力随后向左运动，即从复位弹簧10离开。此时，通过活塞5的栓塞7排挤的介质又从驱动压力室11释放到罐32中。在该通过复位弹簧10起作用的活塞5的运动中，介质从罐26吸取到驱动压力室14中。同时，介质从工作压力室15经由连接管道16输送到消耗装置中。
经由开关阀30的控制频率能够调整泵装置2的平均体积流。如果在泵装置2的初级侧或次级侧上的流量通过合适的液压阻力(例如通过节流阀或通过孔口)调整，这同样能够通过控制驱动压力进行。
在图2中显示与图1类似的具有液压的泵装置42的液压工作、冷却和/或润滑系统41。泵装置42包括壳体44，在壳体44中接收可往复运动的活塞45。活塞45在图2中用它的右端端部置于支撑帽48上。支撑帽48封闭复位弹簧50的中心开口，复位弹簧50实施为盘形弹簧。复位弹簧50径向向外支撑在套筒49上，套筒49布置在壳体44中。活塞45的另一端部，在图2中左端，用它的前表面界定泵装置42的驱动压力室51。
实施为盘形弹簧的复位弹簧50不仅具有能量存储器的功能，还具有挤出机的功能，在壳体44中通过它而相互分开成两个工作压力室54、55。支撑帽48产生附加密封功能。工作压力室55通过止回阀的中间连接来连接罐56。工作压力室54同样通过止回阀的中间连接而连接罐57。罐56和57也能够联合为共同的罐。此外，所述工作压力室54，55经由布置在止回阀中的管道58连接消耗装置。
驱动压力室51可经由开关阀60连接驱动压力源61或罐62。除此之外，实施为盘形弹簧的复位弹簧50对工作压力室54，55中的介质产生排挤功能，对液压的泵装置42以及图1中的液压的泵装置2起作用。
在图3至6中借助于四个不同的实施例显示所述泵装置的活塞能够不用所述复位弹簧返回，甚至能够用驱动压力返回。在图3至6中分别显示具有液压的泵装置82；102；122；142的液压的工作、冷却和/或润滑系统81；101；121；141，分别包括壳体84；104；124；144。可往复运动的活塞85；105；125；145接收在壳体84；104；124；144中。
活塞85，105；125；145在壳体84；104；124；144中界定两个驱动压力室86，87；106；107；126，127；146，147。而且，活塞85；105；125；145在壳体84；104；124；144中界定两个工作压力室88，89；108，109；128，129；148，149。工作压力室88，89；108，109；128，129；148，149由于止回阀的中间连接，经由连接管道90；110；130；150连接消耗装置。而且，工作压力室88，89；108，109；128，129；148，149通过另一止回阀的中间连接而连接罐91；111；131；151。
驱动压力室86，87；106；107；126，237；146，147经由开关阀94；114；134；154交替地连接驱动压力源95；115；135；155或罐96；116；136；156.，以便以振荡运动的方式移动活塞85，105；125；145。
在图3和4显示的泵装置82；102通过开关装置94；114外部控制，不仅初级侧而且次级侧双重起作用地执行。开关装置94；114实施为两位四通换向阀，通过弹簧预加应力于图3和4所示的开关位置中。开关装置94；114的操纵以电磁作用方式实现。
活塞85；105实施为对于两个工作方向对称。因为往复运动适用相同比例，推动体积流相对于图1和图2中所示的实施例具有较小的顶点。在图3所述的实施例中，所述工作压力面设置在活塞85的圆盘形基体上。所述驱动压力面设置在从活塞85的基体伸出的栓塞上。在图4中所示的实施例中，所述驱动压力面设置在活塞105的圆盘形基体上，并所述工作压力面设置在活塞105的栓塞上。
为了承担加工和设计计算，所述驱动压力面和工作压力面同样能够交叉地布置。在这里，交叉意味着各驱动压力面能够设置在栓塞上，并且另一驱动压力面能够设置在圆盘形的基体上。而且在图3所示的实施例中，活塞85的滑动面相对短地停止。通过所述滑动面的相对短的轴向长度，油膜中的粘性滑动损失保持很小。
在图5和6中所示的实施例类似于图3和图4中所示的实施例。当然，在图5和6所示的实施例中，开关阀134；154实施为两位三通换向阀。从所述两位三通换向阀排放的体积流能够如图3和4所示的实施例排放到所述罐中，或者如图5所示输送到次级回路，即工作压力室129。在图6所示的实施例中，活塞145的滑动面再次缩短。此外，所述驱动压力面也称为初级面，所述工作压力面也称为次级面，所述驱动压力面和工作压力面相对于图5中所示的实施例交换。
为此，所述初级面实施为1∶2的比例，以便在活塞125；145的振荡运动的两个方向上获得相同的压力变比或者在阀出口减小时，在次级回路中进行相应修正。
在图7中显示具有液压的泵装置162的液压的工作、冷却和/或润滑系统161，它包括具有可往复运动的活塞165的壳体164。活塞165实施为从两个栓塞伸出的具有圆盘形基体的阶梯形活塞。活塞165的圆盘形基体界定两个驱动压力室166、167。活塞165的栓塞的自由端上的前表面界定两个工作压力室168、169。
工作压力室168、169由于止回阀的中间连接，经由连接管道170连接消耗装置。工作压力室168、169经由另外的连接管道，由于另外的止回阀的中间连接而连接罐171、172。驱动压力室166连接驱动压力源175。开关装置174集成到活塞165中。
开关装置174实施为两位三通换向阀。在所示的开关位置中，驱动压力室166连接驱动压力源175。驱动压力室167经由开关阀174连接工作压力室169。在它的第二开关位置中，驱动压力室175经由开关阀174和驱动压力室166连接驱动压力源175。同时建立驱动压力室167和工作压力室169之间的连接。开关阀174的转接通过探针181、182进行，探针181、182在活塞165中可往复运动。探针181、182分别配备有弹簧191、192。
一旦足够大的初级压力施加在驱动压力源175上，使实施为阶梯形活塞的活塞165处于运动，并且所述润滑和/或冷却介质从工作压力室169输送到消耗装置中。一旦到达活塞165的图7中的右终端，探针182引起开关阀174的转接。通过分度机构185实现开关阀174从图7中所示开关位置转接到它的第二开关位置，没有中间位置。因此，所述活塞运动能够低延迟地返回。
分度机构185包括执行体186，执行体186实施为球形并且与连杆187共同作用。执行体186通过弹簧188保持在连杆187上的结构上。连杆187具有波形上表面，波形上表面布置成，使得一旦开关装置174通过探针181、182中的一个操纵时，开关装置174从一个开关位置转向到另一个开关位置中。
附图标记列表
1液压的工作、冷却和/或润滑系统
2液压的泵装置
4壳体
5活塞
6基体
7栓塞
8栓塞
9壳体盖
10复位弹簧
11驱动压力室
14工作压力室
15工作压力室
16连接管道
17止回阀
18止回阀
21连接管道
22连接管道
23罐
24罐
25止回阀
26止回阀
28连接管道
30开关阀
31驱动压力源
32罐
41工作、冷却和/或润滑系统
42液压的泵装置
44壳体
45活塞
48支撑帽
49套筒
50复位弹簧
51驱动压力室
54工作压力室
55工作压力室
56罐
57罐
58管道
60开关阀
61驱动压力源
62罐
81液压的工作、冷却和/或润滑系统
82液压的泵装置
84壳体
85活塞
86驱动压力室
87驱动压力室
88作压力室
89作压力室
90连接管道
91罐
94开关阀
95驱动压力源
96罐
101液压的工作、冷却和/或润滑系统
102液压的泵装置
104壳体
105活塞
106驱动压力室
107驱动压力室
108工作压力室
109工作压力室
110连接管道
111罐
114开关装置
115驱动压力源
116罐
121液压的工作、冷却和/或润滑系统
122液压的泵装置
124壳体
125活塞
126驱动压力室
127驱动压力室
128工作压力室
129工作压力室
130连接管道
131罐
134开关阀
135驱动压力源
136罐
141液压的工作、冷却和/或润滑系统
141液压的泵装置
144壳体
145活塞
146驱动压力室
147驱动压力室
148工作压力室
149工作压力室
150连接管道
151罐
154开关阀
155驱动压力源
156罐
161液压的工作、冷却和/或润滑系统
162液压的泵装置
164壳体
165活塞
166驱动压力室
167驱动压力室
168工作压力室
169工作压力室
170连接管道
171罐
172罐
174开关装置
175驱动压力源
181探针
182探针
185分度机构
186执行体
187连杆
188弹簧
191弹簧
192弹簧

Claims (10)

1.用于输送工作介质、冷却介质和/或润滑介质的液压的泵装置，其特征在于，
所述泵装置(2；42；82；102；122；142；162)实施为具有可往复运动的活塞(5；45；85；105；125；145；165)的活塞泵，所述活塞(5；45；85；105；125；145；165)具有至少一个驱动压力面和至少一个工作压力面，其中，所述驱动压力面被施加或可被施加驱动压力以驱动所述泵装置(2；42；82；102；122；142；162)，所述工作压力面界定所述泵装置(2；42；82；102；122；142；162)的工作压力室(14，15；54，55；88，89；108，109；128，129；148，149；168，169)。
2.根据权利要求1所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述工作压力室(14，15；54，55；88，89；108，109；128，129；148，149；168，169)通过中间连接止回阀(17，18)来连接工作回路、冷却回路和/或润滑回路。
3.根据前述权利要求中的任意一项所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述活塞(5；45)在一侧上施加复位弹簧(10；50)的弹簧力。
4.根据权利要求3所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述复位弹簧(50)实施为盘形弹簧，所述盘形弹簧显示为挤出体，所述挤出体相互分开所述泵装置(42)的两个工作室(54，55)。
5.根据前述权力要求中的任意一项所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述驱动压力面界定驱动压力室(11；51)，所述驱动压力室(11；51)通过开关阀装置(30；60)的中间连接而可连接驱动压力源(31；61)。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述活塞(85；105；125；145；165)具有两个驱动压力面和/或两个工作压力面。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述泵装置的两个驱动压力室(86，87；106，107；126，127；146，147；166，167)通过一个或者所述开关阀装置(94；114；134；154；174)可交替施加驱动压力或环境压力或者低压。
8.根据权利要求7所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述开关阀装置(174)布置在所述活塞(165)中且可通过探针(181，182)操纵。
9.根据权利要求7或8所述的液压的泵装置，其特征在于，
所述开关阀装置(174)包括分度机构(185)，所述分度机构(185)强迫所述开关阀装置(174)的直接转接。
10.一种液压的工作冷却系统、润滑冷却系统和/或冷却系统，具有根据前述权利要求中的任意一项所述的泵装置(2；42；82；102；122；142；162)。
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