CN102652224A - 高性能电子稳定控制泵组件 - Google Patents

Abstract

一种用于泵送流体的活塞泵组件包括限定腔孔的泵壳。泵壳还限定流体入口和流体出口以及在其间延伸用于将来自流体入口的流体输送到流体出口的流体流动路径。活塞可滑动地布置在泵壳的腔孔中，并且偏心轮接合活塞以推动流体通过流体流动路径。入口止回阀和出口止回阀体被布置在腔孔中以用于仅仅允许流体沿一个方向从流体入口流动到流体出口。过滤器被布置在入口止回阀和出口止回阀体的流体流动路径下游并且邻近阻尼器孔以用于在流体被输送到流体出口之前从流体过滤碎屑。

Description

高性能电子稳定控制泵组件

发明背景

1.技术领域

本发明涉及用于泵送流体的活塞泵组件。

2.背景技术

活塞泵组件常常用于汽车的电子稳定控制制动系统中。在Maeda等人的美国专利申请公开No.2007/0183911(在下文中被称为Maeda′911)中描述了一种这样的活塞泵组件。Maeda′911描述了这样一种泵组件，所述泵组件包括限定沿着轴线延伸的腔孔的泵壳。所述泵壳还限定用于将流体输送到所述腔孔中的流体入口和与所述流体入口轴向间隔以用于将流体分配到所述腔孔之外的流体出口。流体流动路径沿着所述腔孔从所述流体入口延伸到所述流体出口。Maeda′911泵组件还包括可滑动地布置在所述泵壳的所述腔孔中的活塞，并且偏心轮接合和驱动所述活塞以推动流体通过所述流体流动路径。Maeda′911泵包括两个止回阀以用于仅仅允许所述流体流动路径中的流体沿一个方向从所述流体入口流动到所述流体出口。过滤器被布置在所述泵壳的所述腔孔中处于所述两个止回阀之间以用于过滤来自流体的碎屑。

发明内容

本发明用于这样的泵组件并且其中所述过滤器布置在所述流体流动路径中处于所述止回阀的每一个的下游。所述过滤器定位在所述止回阀的下游是有利的，原因是它消除了对泵入口过滤器的需要。另外，所述过滤器被定位为去除由所述泵组件的制造产生的任何碎屑，所述碎屑包括布置在所述止回阀的任何一个上的任何碎屑。此外，在所述过滤器邻近阻尼器孔被定位的情况下，所述过滤器可以比现有技术的泵组件的过滤器更小地被制造和更便宜地被制造。

所述泵组件也可以包括布置在所述泵壳的所述腔孔中的金属套管。所述套管具有三个不同的壁厚度；用于与所述泵组件的其他部件压配合的厚壁，用于提供足以支撑高压力负荷的强度的中等壁，和最小化制造过程期间在所述套管中冲孔所需的力的薄壁。所述套管优选地使用深拉制造工艺被制造以提供平滑的表面精整和很快的加工时间，同时最小化成本。换句话说，所述套管的冷成形最大化所述套管的效用，同时最小化成本。

所述泵组件的整个活塞优选地由带有百分之三十(30％)的碳填充物的聚醚醚酮或PEEK制造。PEEK活塞极其坚固和耐用并且可以满足甚至最严苛的耐用性要求，但是成本和重量小于现有技术的泵组件的金属活塞。而且，当与平滑、钢表面(例如深拉金属套管)配合时PEEK活塞提供很小的动摩擦。换句话说，PEEK复合活塞比现有技术的活塞更便宜和更高效，而且不降低耐用性。

O形圈优选地被布置在所述套管的一个端部以将所述套管密封到所述活塞和所述泵壳。与现有技术的泵组件相比，所述套管的所述端部成十五度角径向向内弯曲以有助于所述套管和它的配合活塞的组装，同时提供足以将所述O形圈保持在它的埋头孔中的表面。

所述泵组件附加地包括接合所述活塞的入口止回阀以用于仅仅允许流体沿一个方向流出所述活塞。所述入口止回阀包括扁平圆盘和偏压所述扁平圆盘抵靠所述活塞的弹簧。所述入口止回阀的该设计最小化流出所述活塞的流体的流阻。此外，所述圆盘用薄壁、冲压钢固位器固位以提供相比于现有技术的塑料固位器的较厚壁改善的流动性能。

所述泵组件还包括阻尼器杯，所述阻尼器杯具有用于阻尼流体中的压力波动的阻尼器孔。所述阻尼器孔的尺寸可以在制造过程期间用简单的更换工具容易地改变以适应任何车辆尺寸或任何所期望的应用。

所述阻尼器杯优选地与出口止回阀座压配合，并且出口阀体和出口止回阀弹簧布置在其间。这允许这些部件的预组装和测试。这是与现有技术的泵组件截然不同的，在现有技术的泵组件中这样的测试是不可能的。

最后，泵帽被布置在所述泵壳的所述腔孔中以密封所述腔孔。所述泵帽优选地使用冷锻工艺被制造并且具有分流器，所述分流器具有多个分流器通道以减小通过所述流体流动路径从所述流体入口流动到所述流体出口的流体的噪声级。该分流器设计提供在操作中比现有技术的泵组件远远更安静的泵组件。总之，所述泵组件比现有技术的活塞泵更实用并且制造更便宜。

附图说明

本发明的其他优点将容易被领会，原因是当结合附图考虑时通过参考以下详细描述能更好地理解所述优点，在附图中：

图1是示例性实施例的泵组件的横截面图；

图2是示例性实施例的入口止回阀和流动通道的部分剖视和横截面图；

图3是示例性实施例的阻尼器杯和过滤器和出口止回阀座和出口阀体和出口止回阀弹簧和泵帽的部分剖视和横截面图；以及

图4是示例性实施例的泵组件的断片图。

具体实施方式

参考图，其中在若干视图中相似的数字始终指示相似的部件，并且术语“上游”、“下游”是针对泵组件中流体的流动方向而言。在图1中大体显示了用于泵送流体的泵组件20。泵组件20可以用于在许多不同的应用中移动流体，所述应用包括用于汽车制动器的电子稳定控制和牵引控制系统。

泵组件20包括泵壳22，所述泵壳限定沿着轴线A延伸的大体被指示的腔孔。泵壳22的腔孔包括具有第一直径的第一腔孔部分24，具有大于第一直径的第二直径的第二腔孔部分26，和具有大于第二直径的第三直径的第三腔孔部分28。泵壳22还限定用于将流体输送到腔孔中的流体入口30和与流体入口30轴向间隔以用于将流体分配到腔孔之外的流体出口32。在示例性实施例中，流体入口30与第二腔孔部分26流体连通，并且流体出口32与第三腔孔部分28流体连通。泵壳22具有在流体入口30和流体出口32之间延伸通过腔孔的流体流动路径。在操作中，流体在流体入口30进入泵组件20，移动通过流体流动路径，并且通过流体出口32离开泵组件20。

示例性实施例的泵组件20还包括大体被指示的套管34，所述套管具有布置在泵壳22的第二腔孔部分26中的管状的形状。套管34从第一套管端部36轴向延伸到第二套管端部38并且被压配合到泵壳22的第二腔孔部分26中以处于径向压缩。套管34还限定与流体入口30径向对准的至少一个套管孔40以用于将来自流体入口30的流体流动路径中的流体输送到套管34中。示例性实施例的套管34包括多个套管孔40。优选地，套管34是由金属制造的并且通过深拉工艺被制造以相比于机械加工或其他制造工艺减小制造成本。另外，深拉工艺为套管34提供很平滑的表面精整以便于活塞42的移动，这将在下面更详细地进行描述。

在示例性实施例中，套管34包括至少三个不同的材料厚度，包括低厚度区域、中等厚度区域和高厚度区域。低厚度区域在套管孔40的区域中以提供更容易的制造。具体地，需要更小的力在套管34中冲制套管孔40。中等厚度区域具有在套管34和泵壳22的第二腔孔部分26之间的间隙以允许用于与下述的可滑动活塞42配合的精确的内径公差控制，并且保持足以支撑泵压力负荷的强度。套管的高厚度区域提供用于与泵壳22的第二腔孔部分26不透流体压配合的精确的外径公差控制并且其中内径被定位在泵组件20的非关键区域中以允许增加制造公差并且允许用于与出口止回阀座54不透流体压配合的精确的公差控制，如下面所述。

泵组件20附加地包括大体被指示的活塞42，所述活塞可滑动地布置在泵壳22的第一和第二腔孔部分24，26中以用于通过流体流动路径将流体从流体入口30推动到流体出口32。活塞42从第一活塞端部44轴向延伸到布置在套管34中的第二活塞端部46。活塞42优选地是由带有大约百分之三十(30％)的碳填充物的聚醚醚酮或PEEK制造的。这为活塞42提供很高的强度和耐用性。另外，当与示例性实施例的深拉套管34的平滑金属表面配合时PEEK活塞42具有极小的动摩擦。

偏心轮48邻近泵壳22的第一腔孔部分24被布置并且邻接活塞42的第一活塞端部44以用于沿第一轴向方向驱动活塞42以限定活塞42的输送冲程。活塞复位弹簧50被布置在泵壳22的第二腔孔部分26中并且接合活塞42的第二活塞端部46以用于偏压活塞42抵靠偏心轮48，从而沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向移动活塞42以限定在输送冲程之后的活塞42的返回冲程。

O形圈52或任何其他类型的密封件被布置在泵壳22的第二腔孔部分26中轴向地处于第一套管端部36和泵壳22之间并且径向地处于活塞42和泵壳22之间以用于将套管34密封到泵壳22和活塞42。在示例性实施例中，第一套管端部36相对于泵壳22的第二腔孔部分26成十五度角延伸以在活塞42的泵送期间最小化O形圈52的位移。

大体被指示的出口止回阀座54被布置在泵壳22的第二和第三腔孔部分26，28中并且与活塞42轴向间隔以限定在活塞42和出口止回阀座54之间的第一室56。活塞复位弹簧50在出口止回阀座54和活塞42的第二活塞端部46之间延伸。

活塞42限定流动通道58以用于将沿着流体流动路径来自多个套管孔40的流体输送到在活塞42和出口止回阀座54之间的第一室56。示例性实施例的活塞42的流动通道58沿径向方向接收来自套管孔40的流体并且沿轴向方向将流体轴向地引导到活塞42的第二活塞端部46之外。

大体被指示并且在图2中最佳地被显示的入口止回阀60被布置在第一室56中并且接合活塞42的第二活塞端部46以用于允许流体流动路径中的流体仅仅沿一个方向流出活塞42的流动通道58和流入第一室56中。入口止回阀60包括弹簧固位器62，所述弹簧固位器限定与活塞42的第二活塞端部46轴向间隔的入口阀弹簧座64。弹簧固位器62从入口阀弹簧座64轴向延伸到第二活塞端部46。弹簧固位器62优选地由钢制造并且使用冲压工艺被制造。入口止回阀60还包括布置在第二活塞端部46和弹簧固位器62的入口阀弹簧座64之间的扁平圆盘66。入口止回阀弹簧68在弹簧固位器62的入口阀弹簧座64和扁平圆盘66之间延伸以用于偏压扁平圆盘66抵靠第二活塞端部46。被偏压的扁平圆盘66仅仅允许流体流动路径中的流体响应在活塞42的返回冲程期间超过第一室56中的流体的压力预定幅度的流动通道58中的流体的压力而流出活塞42的流动通道58和流入第一室56中，这将在下面更详细地进行论述。

出口止回阀座54从轴向布置在第二腔孔部分26中的套管34内的第一阀座端部70延伸到布置在第三腔孔部分28中的第二阀座端部72。第一阀座端部70径向向内和朝着活塞42轴向延伸以限定用于将活塞复位弹簧50定位在第一室56中的活塞复位弹簧座74。出口止回阀座54优选地由金属制造并且优选地使用深拉工艺被制造。示例性实施例的出口止回阀座54被压配合到套管34中，并且套管34具有内部梯段76以防止出口止回阀座54在高压力负荷下轴向移动。

大体被指示的阻尼器杯78被布置在泵壳22的腔孔中并且从第一阻尼器杯端部80轴向延伸到第二阻尼器杯端部82。第一阻尼器杯端部80被压配合到出口止回阀座54中以具有在出口止回阀座54的第一阀座端部70和阻尼器杯78的第二阻尼器杯端部82之间的第二室84。在阻尼器杯78和出口止回阀座54之间的压配合连接允许在这些部件被安装到泵壳20中之前预组装和测试它们。

出口止回阀座54的第一阀座端部70限定出口阀座孔86以用于将流体流动路径中的来自第一室56的流体输送到第二室84，并且第二阻尼器杯端部82具有将流体流动路径中的流体输送到第二室84之外的阻尼器孔88。阻尼器孔88尺寸被确定为阻尼流体中的压力波动。

出口阀体90被布置在出口止回阀座54和阻尼器杯78之间。出口止回阀弹簧92在出口阀体90和阻尼器杯78之间延伸以用于偏压出口阀体90抵靠出口止回阀座54的第一阀座端部70和用于允许流体仅仅响应在活塞42的输送冲程期间超过第二室84中的流体的压力预定幅度的第一室56中的流体的压力而流过出口阀座孔86，这将在下面更详细地进行论述。

具有杯的形状的大体被指示的泵帽94被布置在泵壳22的第三腔孔部分28中。泵帽94优选地使用冷锻制造工艺被制造，但是可以使用任何其他制造工艺被制造。在示例性实施例中，泵帽94具有外表面96，所述外表面被压配合到泵壳22的第三腔孔部分28中以密封泵壳22的腔孔，并且泵帽94具有围绕出口止回阀座54压配合的内表面。

在示例性实施例中，泵帽94限定分流器98，所述分流器接合第二阻尼器杯端部82并且限定彼此垂直延伸的一对分流器通道100以用于在泵帽94和阻尼器杯78之间径向向外输送流体流动路径中的来自阻尼器孔88的流体。此外，示例性实施例的泵帽94具有多个泄放通道102以用于将泵帽94和阻尼器杯78之间的流体流动路径中的流体输送到泵壳22的流体出口32。带有分流器通道100和泄放通道102的泵帽94的设计最小化由在流体流动路径中从流体入口30流动到流体出口32的流体产生的噪声。

具有多个过滤器孔106的大体被指示的过滤器104被布置在止回阀60，90的每一个的流体流动路径下游以用于在流体被输送到泵壳22的流体出口32之前从流体过滤碎屑。在示例性实施例中，过滤器104被布置在第二室84中处于出口止回阀座5和阻尼器杯78之间并且邻近阻尼器孔88。过滤器104优选地由钢制造并且使用冲压工艺被制造。在止回阀60，90的下游的过滤器104的位置消除了对泵入口过滤器的需要。此外，由于过滤器104邻近较小的阻尼器孔88被布置，因此过滤器104可以比相当的泵入口过滤器更小地被制造并且因此更便宜地被制造。另外，过滤器104的定位允许过滤器104拾取由泵组件20的制造产生的任何碎屑，所述碎屑包括可能布置在止回阀60，90的任何一个上的任何碎屑。

在操作中，当偏心轮48自旋时，它首先在输送冲程期间沿第一轴向方向驱动活塞42。活塞42压缩流体流动路径的第一室56中的流体，由此克服由出口止回阀弹簧92作用于出口阀体90的偏压力以允许流体从第一室56流入第二室84中。第二室84中的一些流体然后被强迫通过过滤器孔106和通过阻尼器孔88，所述阻尼器孔阻尼流过流体流动路径的流体中的压力波动。当离开阻尼器孔88时，流体被引导通过泵帽94的分流器98的分流器通道100和通过泵帽94的泄放通道102到达泵壳22的流体出口32。在活塞42的输送冲程之后，活塞复位弹簧50沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向推动活塞42。这增加第一室56的容量，由此减小第一室56中的流体的压力。同时，活塞42的流动通道58中的流体的压力保持相对恒定。一旦活塞42的流动通道58中的流体的压力超过第一室56中的流体的压力预定幅度，扁平圆盘66被推动远离第二活塞端部46以允许流体从活塞42的流动通道58流入第一室56中。换句话说，当第一室56中的压力相对于流动通道58中的流体的压力减小预定量时，入口止回阀60打开以允许流体流过其中。然后随着偏心轮48的每次转动重复该过程。

尽管参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解可以进行各种变化并且等效物可以代替其中的元件而不脱离本发明的范围。例如，本领域技术人员应理解，入口止回阀或出口止回阀的具体结构或构造不限于上面描述的类型，并且可以采用任何其它类型，只要它仅允许流体沿一个方向流动并能够与活塞配合以将流体从入口泵送到出口。另外，本领域技术人员能理解，不必如示例性实施例描述的那样提供入口止回阀和出口止回阀，可以仅提供出口止回阀，该出口止回法在活塞的作用下允许流体从入口流动到出口。另外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不脱离本发明的实质范围。所以，所期望的是本发明不局限于作为预期实现本发明的最佳模式被公开的特定实施例，而是本发明将包括属于附带权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (25)

1.一种用于泵送流体的泵组件包括：

泵壳，其限定：沿着轴线延伸的腔孔；用于将流体输送到所述腔孔中的流体入口；和与所述流体入口轴向间隔以用于将流体分配到所述腔孔之外的流体出口，并且所述泵壳具有从所述流体入口延伸到所述流体出口的流体流动路径，

活塞，其可滑动地布置在所述泵壳的所述腔孔中以用于推动流体通过所述流体流动路径，

偏心轮，其接合所述活塞以用于驱动所述活塞以推动流体通过所述流体流动路径，

至少一个止回阀，其被布置在所述流体流动路径中以用于仅仅允许所述流体流动路径中的流体沿一个方向从所述流体入口流动到所述流体出口，

过滤器，其被布置在所述泵壳的所述腔孔中并且限定至少一个过滤器孔以用于在流体被输送到所述泵壳的所述流体出口之前从流体过滤碎屑，并且

所述过滤器被布置在所述至少一个止回阀的所述流体流动路径下游。

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述过滤器包括多个过滤器孔。

3.根据权利要求1所述的组件，还包括阻尼器，所述阻尼器被布置在所述泵壳的所述腔孔的所述流体流动路径中处于所述至少一个止回阀的下游并且包括用于阻尼流体中的压力波动的阻尼器孔。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述过滤器接合在所述至少一个止回阀的下游的所述阻尼器。

5.根据权利要求1所述的组件，其中所述腔孔包括具有第一直径的第一腔孔部分、具有大于所述第一直径的第二直径的第二腔孔部分以及具有大于所述第二直径的第三直径的第三腔孔部分。

6.根据权利要求5所述的组件，其中所述流体入口与所述第二腔孔部分流体连通并且所述流体出口与所述第三腔孔部分流体连通。

7.根据权利要求6所述的组件，还包括被压配合到所述第二腔孔部分中的套管。

8.根据权利要求7所述的组件，其中所述套管限定与所述流体入口轴向对准的至少一个套管孔以用于将所述流体流动路径中的来自所述流体入口的流体输送到所述套管中。

9.根据权利要求8所述的组件，其中所述套管具有至少三个不同的材料厚度。

10.根据权利要求9所述的组件，其中所述套管包括围绕所述套管孔的低厚度区域以用于容易制造。

11.根据权利要求10所述的组件，其中所述套管包括中等厚度区域，从而具有在所述套管和所述泵壳的所述第二腔孔部分之间的间隙以允许用于与所述可滑动活塞配合的精确的内径公差控制和保持足以支撑泵压力负荷的强度。

12.根据权利要求11所述的组件，其中所述套管包括高厚度区域以允许用于与所述泵壳的所述第二腔孔部分的不透流体压配合的精确的外径公差控制并且其中所述内径被定位在所述泵组件的非关键区域中以允许增加制造公差并且允许用于与出口止回阀座不透流体压配合的精确的公差控制。

13.根据权利要求7所述的组件，其中所述套管的一个端部成15度角径向向内弯曲以便于所述可滑动活塞的容易组装，同时足以与所述泵壳的所述腔孔和所述腔孔中的O形圈形成密封。

14.根据权利要求1所述的组件，其中所述活塞限定流动通道以用于输送沿着所述流体流动路径来自所述流体入口的流体。

15.根据权利要求1所述的组件，其中所述至少一个止回阀包括入口止回阀和出口止回阀，所述过滤器布置在所述出口止回阀下游的所述流体流动路径中。

16.根据权利要求15所述的组件，所述入口止回阀接合所述活塞以用于仅仅将所述流体流动路径中的流体输送到所述活塞的所述流动通道之外和输送到所述泵壳的所述腔孔中。

17.根据权利要求16所述的组件，其中所述入口止回阀包括限定与所述活塞轴向间隔的入口阀弹簧座的弹簧固位器，并且包括布置在所述活塞和所述入口阀弹簧座之间的扁平圆盘，并且包括在所述弹簧固位器的所述入口阀弹簧座和所述扁平圆盘之间延伸的入口止回阀弹簧以用于偏压所述扁平圆盘抵靠所述活塞，从而允许所述流体流动路径中的流体仅仅响应所述流动通道中的流体的压力超过所述腔孔中的流体的压力预定幅度而流出所述活塞的所述流动通道和流入所述腔孔中。

18.根据权利要求17所述的组件，其中所述出口止回阀包括与所述泵壳的所述腔孔中的所述活塞轴向间隔的出口止回阀座以用于限定在所述活塞和所述出口止回阀座之间的第一室。

19.根据权利要求18所述的组件，还包括活塞复位弹簧，其被布置在所述第一室中并且在所述出口止回阀座和所述活塞之间延伸以用于偏压所述活塞抵靠偏心轮。

20.根据权利要求19所述的组件，还包括阻尼器杯，其被布置在所述泵壳的所述腔孔中并且与所述出口止回阀座轴向间隔以限定在所述出口止回阀座和所述阻尼器杯之间的第二室。

21.根据权利要求20所述的组件，其中所述出口阀座限定出口阀座孔以用于将来自所述第一室的流体输送到所述第二室。

22.根据权利要求21所述的组件，其中所述出口止回阀还包括被布置在所述第二室中的出口阀体。

23.根据权利要求22所述的组件，还包括在所述出口阀体和所述阻尼器杯之间延伸的出口止回阀弹簧以用于偏压所述出口阀体抵靠所述出口止回阀座，从而仅仅允许流体沿从所述第一室到所述第二室的方向流过所述出口阀座。

24.根据权利要求23所述的组件，其中所述出口阀体具有球形的形状。

25.根据权利要求14所述的组件，其中所述活塞由聚醚醚酮材料制造。

Images