CN107178496A - 用于筒式设计的可切换式叶片单元泵的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于筒式设计的叶片单元泵(20)的密封装置(10)，该筒式设计的叶片单元泵(20)被构造成使得其能够切换成多个流。密封装置(10)包括第一密封件(11)和第二密封件(12)，第一密封件(11)布置成围绕叶片单元泵(20)的侧板(21)的圆周延伸，第二密封件(12)布置成围绕设置在侧板(21)中的轴引入件(22)延伸。密封装置(10)的特征在于第三密封件(14)，第三密封件(14)远离至少一个第一流体连接件(23)，第三密封件(14)在构造成处于第一密封件(11)与第二密封件(12)之间的区域(13)内将至少一第二流体连接件(24)相对于该至少一个第一流体连接件(23)隔离。

Description

用于筒式设计的可切换式叶片单元泵的密封装置
技术领域
本发明涉及一种用于筒式设计的叶片单元泵的密封装置，该筒式设计的叶片单元泵被构造成使得其能够被切换成多个流，该密封装置包括第一密封件和第二密封件，该第一密封件布置成围绕叶片单元泵的侧板的圆周延伸，该第二密封件布置成围绕设置在侧板中的轴引入件延伸。
背景技术
也称为滑动叶片式旋转泵的叶片单元泵通过例如DE 10 2013 214 926 A1和DE10 2014 212 022 A1已知。
已知在车辆应用中叶片单元泵设置为液压泵。例如，这优选地与诸如驱动变速器的变速器结合形成，变速器需要用于提供其液压功能——诸如，离合器致动、转换器供电或者变速器部件的冷却及润滑——的变速器泵。这里，这些例如可以是被称为有级式自动变速器的常规的自动变速器，或者现代的双离合器变速器。
叶片泵例如可以具有结构简单的构型，使得叶片单元泵可以以根据温度的方式切换成双流。这具有的优点是，在高润滑油需求的情况下，例如在高温下，叶片单元泵的双流均在压力下输送润滑油。另一应用是例如一个流的体积流量一旦足够就在较高的旋转速度下将一个流切换到较低的压力水平。
车辆部件的开发期间的一个总体目标是低制造、操作和维护成本。
为了满足低制造和维护成本的目的，已知的是，构造如下所述的叶片单元泵，该叶片单元泵例如设置为变速器泵，诸如为例如以取决于温度的方式进行控制的上述双流叶片单元泵，该叶片单元泵在所谓的筒式设计中作为已经完全预组装和测试的一个单元。这种类型的筒式设计的叶片单元泵可以构造为例如插装式变速器泵模块，该插装式变速器泵模块可以独立于变速器被低成本地制造，这因为由于易访性而可以以完全或部分自动化的方式制造，和/或该插装式变速器泵模块可以用很少的时间花费手工组装而成，同样可以以最小的花费接合到变速器，并且在损坏的情况下可以同样简单且快速地更换。
筒式设计的多流叶片单元泵包括转子和具有内圆周面的空心圆筒形轮廓环，该转子安装成使得其可围绕旋转轴线旋转，并且连接或可连接到例如变速器或诸如电动马达之类的马达的输出轴，该轮廓环布置在两个侧板之间，所述两个侧板中的一个侧板构造为底板，另一个侧板构造为压力板，该轮廓环的圆筒轴线平行于旋转轴线延伸，例如与旋转轴线重合。如果转子的驱动由位于压力板对面的底板提供，则所述底板也被称为驱动板。转子具有多个输送元件，这些输送元件可相对于旋转轴线径向移动，并且在转子旋转期间被推动抵靠着内圆周面。后者被成形为使得构造有多个优选的新月形的输送空间，所述多个优选的新月形的输送空间分别形成泵部段，所述多个优选的新月形的输送空间的数量对应于流的数量。所述输送空间在转子旋转期间由输送元件穿过，对应于流的数量的多个泵部段分别形成有一个吸入区域和一个压力区域。压力面——所谓的压力肾——根据压力区域构造在压力板中。流体连接件可以通过底板和/或压力板保持无阻，或者可以设置在底板和/或压力板中，叶片单元泵经由该流体连接件例如从油盘输送——特别是吸入——例如为润滑油的流体，并将该流体泵送至变速器内的消耗器和/或消耗点。
为了关于用于筒式设计的叶片单元泵的接纳部的密封，该接纳部设置在变速器壳体中，在叶片单元泵上设置有密封装置，其中，在侧板区域中的具有轴向密封件和/或在外圆周上、例如作为替代或补充在轮廓环的区域中具有径向密封件。
根据现有技术的用于筒式设计的双流叶片单元泵200的密封装置100(图1所示)包括在侧板210的圆周上的第一密封环110，例如O形环。在侧板210中设置有用于驱动轴的轴引入件220，该轴引入件可连接或连接至叶片单元泵200的转子。围绕轴引入件220周向地设置有第二密封环120，例如成形密封件。在侧板210中设置有叶片单元泵200的第一流的第一流体连接件230(也被称为主出口)和叶片单元泵200的第二流的第二流体连接件240(也被称为副出口)。第一流体连接件230和第二流体连接件240两者都通向密封装置100的处于密封环110、120之间的共用区域130，该区域130通过第一密封环110朝向外部密封并且通过第二密封环120朝向内部密封。以这种方式，叶片单元泵200的第一流和第二流以形成系统压力p1的相同压力水平输送到区域130中。处于相同系统压力p1下的整个区域130相对于在区域130之外存在的环境压力p0被密封环110、120密封。侧板210的面250需要用于支承盘簧，该盘簧将侧板210压靠在位于下面的轮廓环上，该面250由使用虚线示出并且位于区域130内的两个圆界定。用于侧板210的系留固定装置需要穿过侧板210的轴引入件220，所述系留固定装置通过处于轴端处的簧环来构造。
关于基本上由能量成本驱使的操作成本，已经表明，在多个流的情况下，有利的是根据操作点将一个或更多个流切换到例如与一个流不同的较低的压力水平，多个流分别从叶片单元泵导出。
图2示出了根据现有技术的所谓的独立设计的叶片单元泵2000的密封装置1000。该独立设计通过专用壳体而与筒式设计不同，该专用壳体通过筒式设计的情况下的相应部件中的相应凹部形成。因此，在独立设计的情况下仅需要流的密封。在叶片单元泵2000的壳体的端侧2100上设置有用于驱动轴的轴引入件2200，该驱动轴可连接或连接至叶片单元泵2000的转子。
此外，在端侧2100上设置有叶片单元泵2000的第一流的主出口2300和叶片单元泵2000的第二流的副出口2400。密封装置1000包括围绕主出口2300的第一密封环1100和围绕副出口2400的第二密封环1200。第一密封环1100和第二密封环1200作为唯一的弹簧元件压靠端侧2100。由于主出口2300和副出口2400均相对于彼此及相对于环境压力p0的单独密封，第一流和第二流可以在不同的压力水平p1、p2下操作。
在筒式设计的叶片单元泵200(图1所示)的情况下，由于支承侧板210所需的表面250，上述情况是不可能的。在这种叶片单元泵的情况下，流在共同的压力水平p1下被共同引导出泵。
发明内容
本发明的目的是开发一种用于筒式设计的叶片单元泵的密封装置，该筒式设计的叶片单元泵被构造成使得其能够例如以根据温度的方式切换成多个流，该密封装置使得所述叶片单元泵的节能操作成为可能。
因此，本发明的主题涉及一种用于筒式设计的叶片单元泵的密封装置，该筒式设计的叶片单元泵构造成使得其可以例如以根据温度的方式切换成多个流。
密封装置包括第一密封件，该第一密封件布置成围绕侧板、优选地叶片单元泵的压力板的圆周延伸。
此外，密封装置包括第二密封件，该第二密封件布置成围绕轴引入件延伸，该轴引入件设置在侧板、优选地叶片单元泵的压力板中，用于驱动轴，该驱动轴可连接或连接到叶片单元泵的转子。
密封装置的特征在于，密封装置还包括第三密封件，该第三密封件远离形成叶片单元泵的剩余流的出口的至少一个剩余流体连接件，该第三密封件在构造成处于第一密封件与第二密封件之间的区域内，将至少一个流体连接件相对于所述至少一个剩余流体连接件隔离，所述至少一个流体连接件形成叶片单元泵的至少一个流的出口，并且设置在侧板、优选地叶片单元泵的压力板内或压力板上。
作为替代或补充，密封装置可以具有单独的特征或者具有在结合现有技术的引言中描述的和/或在关于现有技术提到的一个或更多个文献中描述的和/或在关于在附图中示出的示例性实施方式的如下说明中描述的多个特征的组合。
附图说明
在下文中，将使用附图中所示的示例性实施方式对本发明进行更详细地描述。在附图中各个元件相对于彼此的比例并不总是对应于实际比例，因为为了改进图示，与其他元件相比，一些形状被简化并且其他形状被以放大的比例示出。相同的附图标记用于本发明的相同或相同作用的元件。此外，为了清楚起见，在各个附图中仅示出了针对相应附图的描述所需的附图标记。所示的实施方式仅仅表示关于如何构造本发明的示例，而不表示结论性的限制。在附图中，以图解说明：
图1在具有流出口的叶片单元泵的侧板的平面图中，示出了根据现有技术的用于具有在相同压力水平下的可切换流的筒式设计的叶片单元泵的密封装置的第一示例性实施方式。
图2在具有流出口的叶片单元泵的端侧的平面图中，示出了根据现有技术的用于具有在不同压力水平下的可切换流的独立设计的叶片单元泵的密封装置的第二实施方式，以及
图3在具有流出口的叶片单元泵的侧板的平面图中，示出了用于具有在不同压力水平下的可切换流的叶片单元泵的密封装置。
具体实施方式
本发明提供了一种筒式设计的叶片单元泵20的密封装置10(在图3中全部或部分地示出)，筒式设计的叶片单元泵20构造成能够例如以根据温度的方式切换成多个流，该密封装置10包括：
-第一密封件11，该第一密封件11布置成围绕叶片单元泵20的侧板21、优选地叶片单元泵20的压力板的圆周延伸，
-第二密封件12，该第二密封件12布置成围绕轴引入件22延伸，该轴引入件22设置在叶片单元泵20的相同侧板21中用于驱动轴，该驱动轴可连接或连接到叶片单元泵20的转子，以及
-第三密封件14，该第三密封件14远离形成叶片单元泵20的第一或剩余流的出口的至少一个第一或剩余流体连接件23，在构造为处于第一密封件11与第二密封件12之间的区域13内将至少第二流体连接件24相对于至少一个第一或剩余流体连接件23隔离，至少第二流体连接件24形成叶片单元泵20的至少一个第二流的出口，并且设置在叶片单元泵20的侧板21中或叶片单元泵20的侧板21上。
与通过至少一个第一或剩余流体连接件23打开的叶片单元泵20的流处于相同的初级压力p1的区域13借助于密封装置10的第一密封件11而相对于主要存在于周围区域中的环境压力p0被密封。
与通过至少一个第一或剩余流体连接件23打开的叶片单元泵20的流处于相同的初级压力p1的区域13借助于密封装置10的第二密封件12而相对于轴引入件22和同样主要存在于周围区域中的环境压力p0被密封。
第三密封件14密封至少一个第二流体连接件24，叶片单元泵20的第二或另一流打开到所述至少一个第二流体连接件24中，该第二或另一流以次级压力p2输送，第三密封件14优选地不直接相对于环境压力p0密封至少一个第二流体连接件24，而是相对于处于初级压力p1的区域13隔离至少一个第二流体连接件24。
第一密封件11优选为径向密封件，或者第一密封件11包括这种类型的密封件。
第一密封件11优选为O形环，或者第一密封件11包括这种类型的密封件。
第二密封件12优选为轴向密封件，或者第二密封件12包括这种类型的密封件。
第二密封件12例如是成形密封件，或者第二密封件12包括这种类型的密封件。
第三密封件14优选为轴向密封件，或者第三密封件14包括这种类型的密封件。
第三密封件14例如是成形密封件，或者第三密封件14包括这种类型的密封件。
第三密封件14特别地优选地具有(例如)第一部分141，该第一部分141使至少一个第二或另一流体连接件24相对于至少一个第一或剩余流体连接件23隔离。
在图3所示的密封装置10中，至少一个第一或剩余流体连接件23通向区域13中，第三密封件14的(例如)第一部分141使第二或另一流体连接件24相对于该区域13隔离。
此外，第三密封件14可以具有另一(例如)第二部分142，另一(例如)第二部分142使至少一个第二或另一流体连接件24相对于轴引入件22和在那里主要存在的环境压力p0被密封。
在图3所示的密封装置10中，第三密封件14直接邻接第二密封件12。在此可以想到的是，第二密封件12的与第三密封件14邻接的部分属于第三密封件14，并且形成所述另一部分142。在这种情况下，在根据图3的密封装置10的实施方式中，第二密封件12将不完全围绕轴引入件22，而是仅围绕轴引入件22的一部分。轴引入件22的圆周的不由第二密封件12承担的其余部分将由第三密封件14的另一(例如)第二部分142承担。
密封装置10的一个有利的实施方式提供了：第三密封件14和第二密封件12由常见密封元件形成或者包括在常见密封元件中，或者形成或包括常见密封元件。
可以看出，本发明可以通过装配有相应的密封装置10的筒式设计的叶片单元泵20实现。
可以提供系留固定装置，以使得优选地形成压力板的侧板21在安装和处理期间不能从泵分离。
设置有密封装置10的叶片单元泵20的侧板21的系留固定装置可以通过在驱动轴上的簧环来实现，该驱动轴被引导穿过轴引入件22，并且该驱动轴例如通过设置在驱动轴上的固定元件可连接或连接到叶片单元泵20的转子，其中，该固定元件以固定环的形式设置，该固定环也被称为槽环，并且更为公知的是指定西格环(Seeger ring)。
侧板21优选为叶片单元泵20的压力板。
第二密封件12可围绕设置在侧板21上的突出部25引导，并且以摩擦锁定和/或主动锁定的方式围绕整个轴引入件22固定——例如夹持——第二密封件。
在区域13中可以设置有弹簧元件26或者在区域13中可以保持用于弹簧元件26的安装空间无阻，该区域13构造成处于第一密封件11与第二密封件12之间并且处于与对应于次级压力p2的第二流的输送压力不同的初级压力p1，该弹簧元件26对侧板21预加应力，使侧板21沿轴向抵靠筒式设计的叶片单元泵20的轮廓环。
这种类型的弹簧元件26可以设置成在侧板21上沿关闭方向施加足够大的轴向力，用于叶片单元泵20的过压缩。
叶片单元泵20的第一流的第一流体连接件23(也被称为主出口)和叶片单元泵20的第二流的第二流体连接件24(也被称为副出口)优选地设置在侧板21中。
第一流体连接件23和第二流体连接件24均在围绕侧板21的外周的第一密封件11内以及在围绕侧板21中的轴引入件22的第二密封件12的外侧敞开。
为了不仅可以单独地切换筒式设计的叶片单元泵20的两个流，而且也可以在不同的压力水平下操作这两个流，叶片单元泵20的第二流所通往的第二流体连接件24通过第三密封件14与区域13分离，该区域13处于初级压力p1并且包括叶片单元泵20的第一流所通往的第一流体连接件23。因此，两个流可以在不同的压力水平下操作。
此外，第一流体连接件23和第二流体连接件24设置有轴向出口，这对于在压力板区域中的不同压力水平下的两个流的筒式设计是有利的。
三个压力水平——即：环境压力p0、第一流的初级压力p1、第二流的次级压力p2——被密封装置10通过其第一密封件11、第二密封件12和第三密封件14彼此分开。
重要的是要强调，在安装和处理期间，密封装置不能从泵拆卸。因此，可以为侧板21提供上述系留固定装置，该侧板例如构造为压力板，通过该系留固定装置，不仅使侧板21而且还使第一密封件被固定，其中，第一密封件构造成例如径向密封件，例如O形环，并且优选地布置在侧板21的圆周上，例如布置在设置于圆周面上的圆周槽中。
例如，形成或包括第二密封件12和第三密封件14的常见密封元件可以以主动锁定的方式被固定在突出部25上以防止损失，该突出部25设置在侧板21上并且围绕轴引入件22。所述突出部25可以具有例如圆周底切，该圆周底切的形状与密封元件的形状相同并因此该密封元件接合到该圆周底切中。作为替代或补充，可以构造围绕第二流体连接件24延伸的可选择地同样具有(例如)圆周底切的相应突出部。在相应突出部25构造成围绕轴引入件2并且围绕第二流体连接件的情况下，共用密封元件可以在部分142的区域中在两个突出部之间被额外地夹紧。
形成油通道的相应侧的流体连接件可以位于任何期望的位置处。
相对于现有技术，安装空间没有改变。
可以看出，本发明可以通过密封装置10和侧板21的借助于径向O形环以及轴向密封件的三个压力水平的密封与系留固定装置组合以及用于叶片单元泵20的轴向预应力的合适的弹簧元件26的使用来实现，其中系留固定装置例如借助于簧环实现，侧板21被构成例如压力板。
第一流通过第一密封件11与环境压力p0径向分离，第一密封件11例如构造成径向密封件，优选为O形环。
第一流优选地通过轴向密封件与第二流分离，该轴向密封件优选地呈形成或包括第二密封件12和第三密封件14的共用密封元件的形式。
这里，轴向密封件被分成两个部段。形成第三密封件14的第一部段包括通过侧板21的第二流的第二流体连接件24(也被称为副通道)，侧板21例如构造成压力板。如果次级压力降低，并且在该过程中，由第三密封件14封闭的第二流体连接件24的区域内的区域保持尽可能小，这有助于叶片单元泵20的过压缩。此外，在副区域尽可能小的情况下，对应于区域13的主区域尽可能大。这意味着，在区域13中可用于弹簧元件26的安装空间同样变得尽可能大。弹簧元件26的一个可能的实施方式是例如开口的波纹弹簧。
可选地设置用于侧板21——例如构造为压力板——的系留固定装置可以通过轴的通道以及与轴相互作用的固定环来实现，其中，轴优选的为穿过侧板21的叶片单元泵20的转子的驱动轴。这里，环境压力p0主要存在于轴通道22的区域中。环境压力p0必须与初级压力p1和次级压力p2分开。
形成第二密封件12的轴向密封件的第二部段承担该任务。由于第二密封部段的圆形形状，可以将密封件——可选地具有底切——夹持在例如构造为压力板的侧板21的中心。由此确保密封装置10的系留固定作用。
如果需要，轴向密封件可以由支承元件增补。
与现有技术相比的优点在于可用于筒式设计的少量安装空间的最佳利用、压力板或侧板21和密封装置10的简单的系留固定装置、以及叶片单元泵20在表示临界情况的切换状态下的合意的过压缩。

Claims (10)

1.一种用于筒式设计的叶片单元泵(20)的密封装置(10)，所述叶片单元泵(20)被构造成使得所述叶片单元泵(20)能够切换成多个流，所述密封装置(10)包括：
第一密封件(11)，所述第一密封件(11)布置成围绕所述叶片单元泵(20)的侧板(21)的圆周延伸，以及
第二密封件(12)，所述第二密封件(12)布置成围绕设置在所述侧板(21)中的轴引入件(22)延伸，
其特征在于包括第三密封件(14)，所述第三密封件(14)远离至少一个第一流体连接件(23)，所述第三密封件(14)在构造成处于所述第一密封件(11)与所述第二密封件(12)之间的区域(13)内将至少一第二流体连接件(24)相对于所述至少一个第一流体连接件(23)隔离。
2.根据权利要求1所述的密封装置，所述第一密封件(11)是径向密封件或者包括径向密封件。
3.根据权利要求1所述的密封装置，所述第一密封件(11)包括O形环。
4.根据权利要求1所述的密封装置，所述第二密封件(12)是轴向密封件或者包括轴向密封件。
5.根据权利要求4所述的密封装置，所述第二密封件(12)包括成形密封件。
6.根据权利要求1所述的密封装置，所述第三密封件(14)是轴向密封件或者包括轴向密封件。
7.根据权利要求6所述的密封装置，所述第三密封件(14)包括成形密封件。
8.根据权利要求1所述的密封装置，所述第三密封件(14)包括第一部分(141)和第二部分(142)，所述第一部分(141)将至少一个第二流体连接件(24)相对于至少一第一流体连接件(23)隔离，所述第二部分(142)将至少一个第二流体连接件(24)相对于所述轴引入件(22)密封。
9.根据权利要求8所述的密封装置，所述第三密封件(14)和所述第二密封件(12)由共用密封元件形成或者被共用密封元件包括，或者形成或包括共用密封元件。
10.根据权利要求1所述的密封装置，在构造成处于所述第一密封件(11)与所述第二密封件(12)之间的所述区域(13)中设置有弹簧元件(26)，或者用于弹簧元件(26)的安装空间在所述区域(13)内保持无阻。
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