CN103711682A - 泵,特别是气动泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵，包括一个壳体（2）、至少一个泵室（15）、一个具有控制进入开口（30c）的阀元件（30a）的进入阀（30）、一个具有控制排出开口（33c）的阀元件（33a）的排出阀（33）和一个过压阀（43）以及一个弹簧腔（49），所述过压阀控制卸压开口（43c）的、沿关闭方向（31）由弹簧元件（48）加载的阀元件（43a），所述弹簧腔（49）容纳弹簧元件。在弹簧腔（49）中设置有一个从壳体外侧可接近的、沿关闭方向（31）可调整的止挡元件（51），弹簧元件（48）以其逆着关闭方向指向的端部支撑在所述止挡元件上。

Description

泵,特别是气动泵

本申请是名称为“泵，特别是气动泵”、国际申请日为2012年9月3日、国际申请号为PCT/EP2012/067126、国家申请号为201280027521.5的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种泵，特别是一种气动泵。气动泵在机动车领域例如被用于给存在于车辆座椅中的座椅气囊填充空气，利用这些座椅气囊可以改变座椅的落座区域或者倚靠区域的轮廓。例如用于所述目的泵为此具有至少一个泵室。通过借助一个驱动单元扩大和缩小室容积，在容积扩大时将空气从周围环境吸入到泵室中并且在容积缩小时将空气从泵室排挤出。为了控制相应的空气流，泵具有一个带有控制进入开口的阀元件的进入阀。当泵室扩大并且空气在此从周围环境流入时，进入阀自动地打开。为了控制排出空气流，存在一个排出阀。该排出阀同样具有一个阀元件，其中，但该阀元件控制排出开口，亦即，当空气从泵室排挤出时，该排出开口打开。 

背景技术

此外，所讨论类型的泵还具有一个过压阀，这点特别是在填充车辆座椅的座椅气囊时是符合目的的，因为这些座椅气囊在负载过高压力时可能变得不密封。过压阀又具有一个阀元件，其中，该阀元件闭锁卸压开口并且沿关闭方向由设置在弹簧腔中的弹簧元件加载。当在泵室中的压力超过预定的极限值时，过压阀在通过弹簧元件预定的极限压力时打开。极限压力鉴于气动系统或者其中一部分的相应允许的最大压力进行设计，因此按照应用情况可以是不同的。至今采取了这样的措施，使得在装配泵时使用不同强度的弹簧，但这与相应的耗费、物流的且还有装配技术上的耗费相联系。此外还存在装配时将错误的弹簧装入到泵中的危险。 

发明内容

本发明的任务在于，建议一种开头所述类型的泵，该泵在这里消除弊端。 

按照权利要求1，该任务通过如下方式解决，在弹簧腔中设置有一个从壳体外侧可接近的、沿关闭方向可调整的止挡元件，弹簧元件以其逆着关闭方向指向的端部支撑在止挡元件上。按照这种方式，通过将针对极限压力区域可以通用的弹簧元件引入到弹簧腔中，在装配时可以按简单的方式来调整相应需要的极限压力。接着将止挡元件引入到弹簧腔中并且（在泵以与极限压力相应的压力被加载期间）关于其到阀元件的距离这样进行定位，以致达到所希望的极限压力。在此，由于制造公差所产生的极限压力偏差也可以被补偿。 

在一种特别优选的实施变型方案中、特别是在由塑料制成的泵壳体的有利的实施变型方案中规定，所述弹簧腔的内壁具有一个沿着关闭方向延伸的调整区域，止挡元件相对于调整区域以过盈夹紧地保持在该调整区域中，其中，所述弹簧腔具有一个操作开口，经由该操作开口，止挡元件是可接近的，以便沿关闭方向推进，例如利用挺杆或类似物。在此，通过相应的尺寸关系可以这样选择夹紧力，以致由弹簧元件逆着关闭方向加载的止挡元件可靠地保持在调整区域中的规定的位置。按照止挡元件的所选择的过盈量，止挡元件和/或围绕界定弹簧腔的壳体壁发生或多或少强度的、弹性和/或塑性的变形。特别是在壳体由如塑料那样的软材料制成的情况下，有利的是，止挡元件由一种比泵壳体的材料或者围绕界定弹簧腔的壳体壁的材料更硬的材料制成。在此，止挡元件被压入到围绕界定弹簧腔的壳体壁的材料中。优选使用由金属制成的止挡元件。 

在沿关闭方向的俯视图中观察，所述止挡元件具有一个与调整区域的内横截面形状互补的形状，由此一方面达到弹簧腔相对于周围环境的密封而另一方面达到提高的夹紧效果。由此阻止例如湿气侵入到弹簧腔中。 

优选使用构成为球的止挡元件，其中，与止挡元件配合作用的调 整区域是圆筒形的、亦即形成圆筒的周面。在此排除了通过由于止挡元件在弹簧腔中的错误定位例如由于关于平行于关闭方向延伸的轴线的错误转动位置的错误装配。 

当这里所讨论类型的过压阀打开时，这大多伴随着噪音生成。在一种与弹簧腔和止挡元件的上面描述的构造形式无关的实施变型方案中，通过如下方式达到至少噪音减少，即，所述过压阀在其低压侧通入到弹簧腔中。弹簧腔可以相对于周围环境完全地封闭，从而不存在与大气的流体连接继而阻止在弹簧腔内形成的空气噪声传播到周围环境中。即使如这点在一种实施变型方案中的情况那样，弹簧腔经由一个孔与周围环境连接，以便在过压情况下能够实现在弹簧腔和周围环境之间的压力平衡，该孔也可以具有非常小的流动横截面。这点在如下的进入通道中是不同的，该进入通道的流动横截面鉴于预定的吸入空气流不能任意地缩小，从而在过压阀处形成的空气噪声实际上可能不受阻碍地传播到周围环境中。 

当弹簧腔与进入通道连接，其中，该进入通道的位于上游的端部、亦即其输入开口不是直接地通入到周围环境中，而是通入到泵的其中设置有用于驱动泵的驱动单元的壳体腔中时，可以完全取消上面提到的、将弹簧腔与周围环境连接的、用于压力平衡的孔。在此，驱动单元与消声器中的隔音材料相类似地起消音作用。而在本类型的传统的泵中，进入通道通过一个通道壁与壳体腔的其他部分分开。 

附图说明

现在参照附图更详细地阐述本发明。图中： 

图1示出一个泵的透视的侧视图，该泵具有一个包括一个壳体上部、一个壳体下部、一个上支架和一个下支架的壳体，以及具有一个马达， 

图2示出图1的泵的分解图， 

图3示出壳体上部的透视图， 

图4以透视图示出一个设置在壳体上部和上支架之间的阀膜片， 

图5以透视图示出上支架， 

图6示出泵壳体以按照图4和5中的直线VI–VI剖切的纵剖视图， 

图7示出泵壳体以按照图4和5中的直线VII–VII剖切的纵剖视图， 

图8示出泵壳体以按照图4和5中的直线VIII–VIII剖切的纵剖视图， 

图9示出泵的另一种实施例的局部剖视图，在该实施例中，弹簧腔通过一个孔与周围环境连接， 

图10示出图9的泵的剖视图，但以另一种情况示出。 

具体实施方式

示例性地针对一种气动泵来阐述本发明，其中，所描述的构造形式对用于液体的泵也适用。在图中所示的泵1设置用于装入到车辆座椅中并且用于填充座椅气囊，以便改变车辆座椅例如在落座区域或者倚靠区域中的轮廓。泵1包括一个特别是由塑料制成的壳体2，一个排出接管3一体成型到该壳体上。壳体2的支承排出接管3那侧以下被称为上侧4。一个马达6、特别是一个电马达法兰连接到壳体2的下侧5上。壳体2包括一个上部7和一个下部8，其中，上部7支承连接接管3并且形成上侧4。两个板状的支架、即一个上支架9和一个下支架10三明治状地夹紧在上部7和下部8之间。一个板状的、由弹性材料、例如橡胶状的聚合物制成的阀膜片13夹紧在上支架9和壳体上部7之间。下支架10用于容纳一个由弹性材料、例如同样橡胶状的聚合物制成的泵膜片14。总共四个罐形的加深部成型到泵膜片中，这些加深部形成泵室15。泵膜片14在其上边缘上具有一个环绕的凸缘16，该凸缘夹紧在上支架9和下支架10之间。在上壳体件上一体成型有边缘连续的、沿着泵的中央纵轴线17向下延伸的臂18。在两个直径上对置的臂18的自由端部上固定或者一体成型有后面嵌接元件（Hintergriffselement）19，该后面嵌接元件后面嵌接一个在壳体下部8上的对应元件20，同时构成一种轴向起作用的形锁合，由此阀膜片13、上支架9、泵膜片14和下支架10被轴向地夹在壳体上部7和壳 体下部8之间。在壳体下部9中有一个关于中央纵轴线17倾斜地放置的转动十字（Drehkreuz）23，该转动十字以一个从其下侧伸出的轴24嵌入到一个偏心件25中。偏心件25又与马达6的驱动轴26不可相对转动地（drehfixiert）连接。泵膜片14在下侧在各泵室15的区域内分别具有一个栓形的、带有一个头形端部28的突起27，该端部固定在转动十字的一个凹口29中。 

给每个泵室15配设一个进入阀30和一个排出阀33。各排出阀33设置在一个排出通道34中，该排出通道由泵室15一直延伸到进入接管3中并且最终流出到周围环境中。各进入阀30设置在一个进入通道35中，该进入通道的关于吸入的空气流向泵室的流入方向36位于上游的端部37通入到一个壳体腔38中，在该壳体腔中设置有一个用于操纵泵室15、亦即用于扩大和缩小泵室的驱动单元39，在当前情况下设置有转动十字23和偏心件25。各进入阀30和各排出阀33分别包括一个阀元件30a，该阀元件从形成一个总膜片的阀膜片13自由切割（freischneiden）为舌形的各部分并且该阀元件控制相应存在在上支架9中的进入开口30c或者排出开口33c。各阀元件30a分别与一个由壳体上部7的下侧伸出的密封座30b（图3和6）配合作用。各密封座30b是一个环形封闭的密封座32的区段，该密封座将泵1的低压侧与泵的压力侧分开。配设给排出阀33的阀座33b由上支架9的上侧伸出。在图7中所示的情况下，阀元件33a平放在围绕排出开口33c的阀座33b上。 

在阀膜片13的上侧上，所有的进入通道35通入到一个位于阀膜片13上方的集流腔41，该集流腔在泵沿图1中箭头40的方向的俯视图中设置在中央。集流腔43向上由壳体上部7并且向下由阀膜片13的中央区域围绕界定，该阀膜片的中央区域包括进入阀30的各阀元件30a。 

除了进入阀30和排出阀33之外，泵1具有一个过压阀43，该过压阀构成在阀膜片13的一个中央的、形成阀元件43a的区域和上支架9的一个密封座43b之间。阀元件43b居中地设置在集流腔41中并且 由一个中央的连接开口44贯穿。阀元件43a因此是阀膜片13的围绕界定连接开口的边缘区域。阀元件43a平放在上支架9的一个环形的、围绕界定一个卸压开口43c的密封座43b上。为了提高密封效果，所述的边缘区域在其下侧上具有一个密封唇45。在泵膜片14中在中央有一个贯穿该泵膜片的开口42a。在开口45下方，泵膜片14的中央的、由各泵室15包围的区域由下支架8的一个向上隆出的区域42支撑，其中，该向上隆出的区域同样由一个开口46贯穿。进入通道35的逆着流入方向36从进入阀30的阀元件30a向外延伸的区段因此由集流腔、连接开口44和连接在其上的开口44、43c、42a和46形成，其中，进入通道35以开口46通入到壳体腔38中，该壳体腔由下支架10和壳体下部8围绕界定。 

在壳体上部7的一个中央的部位处，由壳体上侧4伸出一个基本上圆筒形的、向上敞开的接管47。接管的内腔形成一个容纳一个弹簧元件48、即一个螺旋压力弹簧的弹簧腔49。在该弹簧腔的背离壳体上部7的端侧上，接管47具有一个装配开口50。通过该装配开口可以在装配时将弹簧元件48插入到弹簧腔49中。弹簧元件48以其下端部在中间放置有一个支承环52的情况下支撑在过压阀43的阀元件43a上，因此该弹簧元件沿关闭方向31加载。而弹簧元件48的另一个端部支撑在一个止挡元件51上，该止挡元件（关于中央纵轴线17）轴向固定地设置在一个由弹簧腔49的内壁54的一个纵向区段形成的调整区域53之内。通过止挡元件横向于中央纵轴线17的尺寸稍大于调整区域53的净宽度来达到止挡元件51的轴向固定的固定。在图中示出的实例中，调整区域的内壁54是圆筒形的或者说在圆筒的周面上延伸并且具有比止挡元件51沿横向于中央纵轴线17延伸的方向的尺寸更小的净宽度或者直径55。止挡元件51优选是一个由金属制成的球，其中，该球的直径56稍大于调整区域53的内径55。由于所述的尺寸关系和接管的相对于金属球更软的塑料材料，止挡元件51在接触区域57中嵌入到接管47的内壁54中，同时形成一个环形的凹陷58。在此这样选择所述的尺寸关系，以致使止挡元件51保持在调整区域53中 的夹紧力大于通过弹簧元件48沿轴向方向施加的力。为了调整确定的极限压力、亦即过压阀43应作出反应的泵室压力，在装配泵的过程中将止挡元件51经由装配开口50引入到弹簧腔49中并且该止挡元件沿关闭方向31运动直至由螺旋压力弹簧48施加的弹簧力与所希望的极限压力相关。 

在图9和10中所示的实施变型方案中，弹簧腔49′不与进入通道连接。这里，在弹簧腔和周围环境之间的压力平衡经由一个贯穿接管47的壁的连接开口59实现。如在再上面所描述的实施变型方案中那样，阀元件43a平放在一个环形的密封座43b′上。但该密封座不围绕界定开口，而是仅围绕界定一个向下封闭的凹口60。进入通道（未示出）因此不与弹簧腔49连接。 

下面叙述泵的工作原理：在将空气由周围环境或者由壳体腔38吸入时，通过泵膜片14的突起27向下运动来扩大泵室15。空气经由开口46、42a、43c和44进入到集流腔41中（箭头63）并且在那里经由进入阀30进入到泵室15中（图6）。在此，阀元件30a在弹性变形的情况下向下运动（箭头64）并且在此从密封座30b抬起。各阀元件30a以及还有排出阀33的各阀元件33a都具有比阀膜片13的其余部分更小的厚度，从而分别在阀元件的上方或者下方创造允许阀元件从相应的阀座抬起的自由空间。 

当突起27向上运动时，泵室15缩小并且空气从泵室排挤出。被排挤出的空气经由排出开口33c按照图7中的箭头66到达一个压力腔67（也参见图3），该压力腔由阀膜片13、壳体上部7和密封座32围绕界定。压力腔与排出接管3的排出通道34连接。 

在超过极限压力的过压情况下，过压阀43作出反应。在此，阀元件43a由阀座43b、43b′抬起，从而空气经由存在于阀元件43a中的连接开口44可以到达弹簧腔中。在图9和10中所示的实施变型方案中，与周围环境的压力平衡经由连接开口59实现，在其他情况下经由进入通道35实现。阀元件43a经由另一个压力腔68加载过压，该压力腔设置在阀膜片下方并且由该阀膜片以及上支架9围绕界定。上面 提到的、设置在阀膜片上方的压力腔67与设置在阀膜片下方的压力腔68经由各开口69连接。 

Claims (14)

1.泵，包括一个壳体（2）、至少一个泵室（15）、一个具有控制进入开口（30c）的阀元件（30a）的进入阀（30）、一个具有控制排出开口（33c）的阀元件（33a）的排出阀（33）和一个过压阀（43）以及一个弹簧腔（49），所述过压阀控制卸压开口（43c）的、沿关闭方向（31）由弹簧元件（48）加载的阀元件（43a），所述弹簧腔（49）容纳弹簧元件，其中，在弹簧腔（49）中设置有一个从壳体外侧可接近的、沿关闭方向（31）可调整的止挡元件（51），弹簧元件（48）以其逆着关闭方向指向的端部支撑在所述止挡元件上，其特征在于，所述过压阀（43）在低压侧通入到弹簧腔（49）中并且所述弹簧腔（49）与进入通道（30）连接。

2.按照权利要求1所述的泵，其特征在于，所述弹簧腔（49）的内壁（54）具有一个沿着关闭方向（31）延伸的调整区域（53），止挡元件（51）相对于调整区域（53）以过盈夹紧地保持在该调整区域中，其中，所述弹簧腔（49）具有一个操作开口（52），经由该操作开口，止挡元件是可接近的，以便沿关闭方向推进。

3.按照权利要求2所述的泵，其特征在于，在沿关闭方向（31）的俯视图中观察，所述止挡元件（51）具有一个与调整区域（53）的内横截面形状互补的形状。

4.按照权利要求2或3所述的泵，其特征在于，所述止挡元件（51）由一种材料制成，这种材料比围绕界定弹簧腔（49）的壳体区域的材料具有更大的硬度。

5.按照权利要求4所述的泵，其特征在于，所述泵的壳体（2）由塑料制成。

6.按照权利要求4或5所述的泵，其特征在于，所述止挡元件（51）由金属制成。

7.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述止挡元件（51）是一个球并且所述调整区域（53）的内壁（54）在圆筒面上延伸。

8.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述弹簧腔（49）经由在围绕界定弹簧腔的壁中的连接开口（59）通入到周围环境中。

9.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述进入通道（30）经由在卸压阀（43）的阀元件（43a）中的连接开口（44）通入到弹簧腔（49）中。

10.按照权利要求9所述的泵，其特征在于，所述阀元件（43a）的围绕界定连接开口（44）的边缘区域由弹簧元件（48）压靠到一个环形的密封座（43b）上，该密封座围绕卸压开口（43c）。

11.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述进入通道（30）的位于上游的端部通入到泵（1）的壳体腔（38）中，在该壳体腔中设置有一个用于驱动泵的驱动单元（39）。

12.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述阀元件（30a、33a、43a）是一体式的阀膜片（13）的部分，该阀膜片夹紧在壳体上部（7）和支撑阀膜片的支架（9）之间。

13.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述泵具有多个泵室（15），其中，在沿关闭方向（31）的俯视图中观察，这些泵室围绕在中央设置的过压阀（43）分布。

14.按照上述权利要求之一所述的泵，其特征在于，所述至少一个泵室（15）由柔性的泵膜片（14）形成。

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