CN102834613B - 环形的密封元件 - Google Patents

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Abstract

一种尤其地用于液压的活塞泵(10)的环形的密封元件(36)，该密封元件用于密封利用液体填充的压力区域(24)，在其中，一个端侧(44)被压在活塞(14)的接触面(50)上，并且所述端侧(44)的密封轮廓(46)构造成，所述密封轮廓(46)可通过被施加的压力弹性地在所述接触面(50)上变形。

Description

环形的密封元件
技术领域
本发明涉及一种尤其地用于液压的活塞泵的环形的密封元件，该密封元件用于密封利用液体填充的压力区域，在其中，一个端侧被压在活塞的接触面上。此外，本发明涉及一种带有环形的密封元件的液压的活塞泵以及一种带有液压的活塞泵的机动车制动设备。
背景技术
用于密封液压活塞泵的压力区域的环形密封元件通常轴向地贴靠在活塞上并且当活塞在缸中移入和移出时在所谓的密封面处滑过缸的内侧面。密封元件通常如此定位在缸和活塞之间，即，其以一个端侧被压在活塞的接触面上。密封元件的该端侧为基本上平的面。
从文件DE10240052A1中已知一种尤其地用于柱形的泵元件的密封和引导装置。该装置包括由弹性的材料制成的密封元件和由基本上非弹性的材料制成的引导元件，其中，密封元件力配合地和/或形状配合地与引导元件固定地相连接，从而密封元件和引导元件构造成共同的部件。密封元件包括唇组件，其以相对于运动的活塞元件的待密封的面的周边预定的角度布置。由此，密封元件可在无压力的以及在压力加载的状态中密封活塞元件，这是因为，由于密封元件的弹性始终在相对于活塞元件的外周垂直的方向上提供力。
为了在密封元件和活塞元件之间产生大的密封力，密封元件优选地具有这样的区域，即，其在密封元件的压力加载的状态中提供附加地作用到唇组件上的用于将密封元件压在活塞元件上的力。由此，应进一步改进密封的可靠性。
发明内容
本发明的目的为，提供一种密封元件，其使尤其地在密封元件的端侧和活塞的相应的接触面之间的良好的密封成为可能。此外，密封元件应平衡活塞的接触面的形状不精确性，并且由此实现良好的配合精度。
根据本发明，提出一种尤其地用于液压的活塞泵的环形的密封元件，该密封元件用于密封利用流体填充的压力区域，在其中，一个端侧被压在活塞的接触面上，并且在其中，端侧的密封轮廓构造成，密封轮廓可通过被施加的压力弹性地在接触面上变形。
液压的活塞泵包括柱形的活塞，其以可移入和移出的方式支承在缸的内腔中。缸的内腔由柱形的壁限制。在柱形的壁和活塞之间布置有根据本发明的环形的密封元件，其密封在缸的内腔中利用流体填充的压力区域。在活塞从缸中移出时，在压力区域中形成负压，并且活塞通过吸入阀将流体吸入压力区域中。在移入时，活塞通过排出阀从压力区域中将流体排挤到液压系统中以用于做功。
在此，流体理解为气体或液压液体，例如基于矿物油或乙二醇的液压液体。
根据本发明的环形的密封元件包括内侧面和外侧面以及端侧。密封元件的内侧面贴靠在活塞的外侧面上，并且密封元件的外侧面贴靠在缸的内侧面上、贴靠在所谓的密封面上。当活塞在缸中移入或移出时，密封面和密封环的外侧面相对于彼此运动。
例如，借助于回位弹簧(其支承在压力区域内)使密封元件的端侧被压靠在接触面(活塞的凸肩部)上并且由此被保持就位。
根据本发明，端侧设有确定的密封轮廓，其具有弹性的特性。该密封轮廓由于被施加的压力在活塞的接触面处弹性地变形。密封轮廓精确配合地贴靠到接触面的特殊的表面轮廓处，并且基本上流体密封地密封该接触面。由于密封轮廓的变形，与带有基本上平的表面的端侧相比，该端侧更好地与接触面相匹配。有利地，提高了密封元件的密封性。尤其地，以这种方式可平衡活塞的接触面的与加工相关的不平度。尤其在反作用压力极小时减少了液压的活塞泵的泄漏并且由此提高泵的效率。
根据环形的密封元件的第一有利的改进方案，密封轮廓具有至少一个密封唇。
在这种类型的改进方案中，密封唇可在横截面中逐渐变尖(spitzzulaufen)或者也可具有钉头的(kuppenartig)形状。密封唇可弹性地变形，并且在压力作用时紧贴到接触面上。尤其地，相对窄的密封唇由于其高弹性可与在接触面中的不平度(例如在凹处(Eindellung)或突起部处)很好地相匹配。
根据环形的密封元件的第二有利的改进方案，密封轮廓具有多个在横截面中构造成波形的密封唇。
带有多个密封唇的密封轮廓提供尤其有效的密封。当在活塞泵的压力区域中出现高的压力时，这证实为尤其有利的。密封轮廓例如可构造成带有优选10至15个单独密封唇的所谓的波纹板(Riffelplatte)。当在密封元件的端侧上形成了压力时，单独的密封唇弹性地变形，从而单独的密封唇与接触面的表面结构最优地匹配。
此外，密封唇也可(在横截面中观察)通过侧向地施加的压力而弹性地变形。当在压力区域中存在高的压力并且流体被排挤到密封元件的端侧和活塞的接触面之间的区域中时，出现该侧向的压力。在这种情况中，流体在密封元件的外侧面的方向上压密封唇，并且密封唇密封地紧贴到接触面上，并且防止流体在缸的壁的方向上泄漏。
在横截面中为波形的密封唇与带有极小不平度的接触面特别好地相匹配。
根据环形的密封元件的第三有利的改进方案，密封轮廓具有多个在横截面中逐渐变尖的密封唇。
同样，该带有多个密封唇的密封轮廓提供尤其有效的密封。该密封轮廓同样可构造成带有优选地10至15个单独密封唇的所谓的波纹板。当在密封元件的端侧上形成了压力时，单独的密封唇弹性地变形，从而单独的密封唇与接触面的表面轮廓最优地匹配。在横截面中逐渐变尖的密封唇尤其地在这样的接触面中是合适的，即，该接触面在表面结构中具有较大的不平度。密封唇可利用其尖端例如与凹处或沟纹良好地相匹配并且有效地将其密封。
根据环形的密封元件的第四有利的改进方案，密封轮廓构造成在俯视图中为螺旋形。
这种螺旋形的密封轮廓由螺旋形地布置的密封唇形成，其例如在横截面中可设计成钉头形或逐渐变尖。优选地，密封轮廓具有8至15个回旋。螺旋形状实现了在大的区域上良好的密封。密封轮廓的顶端或钉头部在压力下稍微弹性地变形，并且良好地紧靠在活塞的接触面处。与通过带有连续的基本上直的面的端侧相比，通过极小的变形已经更好地平衡了在接触面中的不平度或缺陷部位。
根据环形的密封元件的第五有利的改进方案，在背离端侧的一侧上，将至少一个、尤其是两个高压侧的密封唇与密封元件以单件的方式模制。
高压侧的密封唇布置在与端侧相对的一侧上。密封唇具有两个侧边，这两个侧边一方面与密封面、也就是说与缸的内侧面并且另一方面与活塞的外侧面分别形成限定的角度。高压侧的密封唇以紧挨的方式在缸的密封面和活塞的外部的密封面上封闭。高压侧的密封唇的轮廓可构造成，容纳阀套的一部分，从而在活塞的外侧面上的阀套支撑住密封元件。
根据环形的密封元件的第六有利的改进方案，密封元件为由塑料成型的注塑件。
这种类型的密封元件优选地由弹性体或弹性体类型的材料以单件的方式成型。其可低成本地制造并且在制造过程中可简单地与其它构件结合在一起。
根据环形的密封元件的第七有利的改进方案，密封元件与阀套以单件的方式模制。
在这种情况中，密封元件与阀套一起形成一个结构元件。优选地以注塑方法低成本地由塑料制成该元件，并且其可简单地被插入液压的活塞泵中。
此外，提出一种带有环形的密封元件的液压的活塞泵。
根据本发明的活塞泵包括缸和可在缸中移入和移出的活塞。根据本发明的环形的密封元件布置在活塞和内侧面、所谓的密封面之间，并且根据以上讨论的特征密封在缸的内部中的利用流体填充的压力区域。
此外，提出一种带有液压的活塞泵的车辆制动系统。
例如，这种类型的车辆制动系统可为防抱死系统(ABS)、驱动防滑控制装置(TCS-牵引力控制系统)、电子稳定系统(ESP)或电液制动系统(EHB)。在这种系统中尤其有利的是，液压的活塞泵具有很小的泄漏和高的密封性，以提供在长的行驶里程的情况下制动系统的最优的功能。此外，由于在车辆制动系统中的泄漏不允许过多，因而防止在邻近的构件处的功能性的损坏。
附图说明
下面根据附图详细解释根据本发明的解决方案的实施例。其中：
图1显示了带有根据本发明的密封元件的第一实施例的液压的活塞泵的纵截面图，
图2以放大的比例显示了在图1中的细节II的立体图，
图3显示了根据本发明的密封元件的第二实施例的立体图，该密封元件在阀套上以单件的方式模制成型，
图4显示了沿图3中的IV-IV线的横截面图，
图5显示了根据本发明的密封元件的第三实施例的横截面图。
具体实施方式
图1说明了带有缸12和在缸12中可移入和移出的活塞14的液压的活塞泵10的局部。
活塞14包括吸入阀16。吸入阀16布置在阀套18中，吸入阀16被夹紧在支撑部20上。阀16设置成用于，借助于活塞14的往复运动通过输入装置22将流体吸入到位于缸12的内部的压力区域24中，并且通过未示出的带有排出阀的输出部在压力下将该流体从压力区域24中输送到液压系统中以用于做功。在此，该流体为制动液。
阀套18杯形地设计成笼形件，螺旋形的回位弹簧26位于笼形件内部，回位弹簧26挤靠在球形的闭合体28上。由此，闭合体28贴靠在阀座30上，阀座30构造在活塞14的端侧处。
活塞14借助于布置在压力区域24中的回位弹簧32弹性地在轴向方向上被预紧。参考图1，回位弹簧32在其左侧的端部处支撑在缸12的端面上，并且在其右侧的端部处挤靠在弹簧支承部34上，该弹簧支承部构造成阀套18的一部分。由此，弹簧支承部34与活塞14位置固定地联结在一起，从而回位弹簧32相应地通过弹簧支承部34挤靠在活塞14上。
如果借助于回位弹簧32参考图1从缸12向右压出活塞14，则从阀座30处以克服螺旋形回位弹簧26的力的方式抬起吸入阀16的闭合体28，因为在缸12中形成了负压。在活塞14这样运动时，吸入阀16被打开并且通过输入装置22将流体吸入压力区域24中。
如果借助于未示出的偏心轮将活塞14参考图1向左压入缸12中，则吸入阀16关闭、(未示出的)排出阀被打开并且将流体从压力区域24输送到液压系统中以用于做功。
在活塞14和缸12之间布置有根据本发明的由弹性材料制成的环形的密封元件36，利用其密封在缸12中的压力区域24。密封元件36被压到活塞14上，并且轴向地贴靠在活塞14的外侧面上。在该外侧面上借助于被夹紧在支撑部20上的阀套18位置固定地保持密封元件36，在其中，阀套18形状配合地且力配合地接合到密封元件36中。
密封元件36(同样参考图2)在面对压力区域24的一侧上具有带有两个侧边40、42的高压侧的密封唇38，这两个侧边一方面与缸12的内侧面并且另一方面与活塞14的外侧面分别包夹一定的角度α、β。阀套18的一部分接合到该高压侧的密封唇38中并且支撑住密封唇38。
由此，密封元件36径向内部地贴靠到缸12的内侧面上，从而在活塞14的往复运动期间沿着该处滑动并且在此密封。
图2以放大的图示显示了根据图1的环形的密封元件36。在与高压侧的密封唇38相对的一侧上布置有带有低压侧的密封轮廓46的端侧44。该密封轮廓46具有多个、尤其八个密封唇48的布置方式，该密封唇在横截面中逐渐变尖。密封唇48利用其顶端贴靠在活塞14的接触面50上(见图1)。如果将压力施加到密封元件36的端侧44上(在通过回位弹簧使活塞14移出时或在通过偏心轮驱动部使活塞14移入缸12中时)，则密封轮廓46在活塞14的接触面50处弹性地变形。逐渐变尖的密封唇48向侧面倾斜，紧贴在接触面50上并且以这种方式基本上流体密封地密封位于活塞15的外侧面和缸12的内侧面之间的区域。
图3、4和5显示了环形的密封元件36，其与阀套18一起形成单件的结构元件52。该单件的结构元件52作为由塑料成型的注塑件存在，其可尤其低成本地制造。结构元件52的阀套18具有四个桥接部54，该桥接部在内部容纳并引导吸入阀16的闭合体28。此外，利用活塞14的支撑部20力配合地张紧桥接部54(见图1)。
结构元件52的密封元件36具有带有多个、尤其是十一个环形地布置的、可弹性地变形的密封唇48的密封轮廓46。在图3和4中，在横截面中观察，密封唇48逐渐变尖，相对地在图5中的密封唇48在横截面中构造成波形的。
在压力p的作用下，使逐渐变尖的或波形的密封唇48压靠到活塞14的接触面50上并且密封唇48弹性地变形。
如示意性地可从图4和5中看出的那样，一方面将压力垂直地施加到密封元件36的端侧44上，即，在活塞14从缸12移出期间通过回位弹簧32的弹性力、或在活塞驶入缸12期间通过偏心轮驱动部(同样见图1)。由此，将密封元件36的端侧44压到活塞14的接触面50上并且密封轮廓46的密封唇48相应地变形。
另一方面，在压力区域24中的流体也施加平行于端侧44的压力，也就是说，垂直于伸出的密封唇48。由此，密封唇根据流体的该压力方向贴靠到接触面50上并且流体密封地密封接触面50。

Claims (10)

1.一种用于液压的活塞泵(10)的环形的密封元件(36)，该密封元件用于密封利用液体填充的压力区域(24)，在其中，一个端侧(44)被压在活塞(14)的接触面(50)上，其特征在于，所述端侧(44)的密封轮廓(46)构造成，所述密封轮廓能够通过被施加的压力弹性地在所述接触面(50)上变形，所述密封轮廓(46)具有至少一个密封唇(48)，所述密封唇(48)由于所述密封轮廓(46)施加的压力与所述接触面(50)的表面结构最优地匹配，其中所述环形的密封元件(36)的内侧面位置固定地保持在所述活塞(14)的外侧面上。
2.按照权利要求1所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，所述密封轮廓(46)具有多个在横截面中构造成波形的密封唇(48)。
3.按照权利要求1所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，所述密封轮廓(46)具有多个在横截面中逐渐变尖的密封唇(48)。
4.按照前述权利要求1至3中任一项所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，所述密封轮廓(46)构造为螺旋形。
5.按照前述权利要求1至3中任一项所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，在背离所述端侧(44)的一侧上，至少一个高压侧的密封唇(38；40)与所述密封元件(36)以单件的方式模制。
6.按照权利要求5所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，两个高压侧的密封唇(38；40)与所述密封元件(36)以单件的方式模制。
7.按照前述权利要求1至3中任一项所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，所述密封元件(36)为由塑料成型的注塑件。
8.按照前述权利要求1至3中任一项所述的环形的密封元件(36)，其特征在于，所述密封元件(36)与阀套(18)以单件的方式模制。
9.一种液压的活塞泵(10)，带有按照前述权利要求中任一项所述的环形的密封元件(36)。
10.一种带有根据权利要求9所述的液压的活塞泵(10)的车辆制动系统。
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