CN107646075A - 泵装置、制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于机动车的制动系统(2)的泵装置(1)，具有线性驱动器(4)，该线性驱动器构造为磁阻驱动器并且为此具有可沿纵向运动的电枢(8)和固定在壳体处的、可通电的定子(6)，其中，为电枢(8)配有至少一个弹簧元件(13)，该弹簧元件抵抗磁阻驱动器的驱动力，并且其中，电枢(8)与泵活塞(5)相连接。规定，泵装置(1)具有两个分别包括至少两个流体接口(20‑23)的液压腔(16、17)，泵活塞(5)与该液压腔共同作用。

Description

泵装置、制动系统

技术领域

本发明涉及一种尤其用于机动车的制动系统的泵装置，具有线性驱动器，该线性驱动器构造为磁阻驱动器并且为此具有可沿纵向运动的电枢和固定在壳体处的、可通电的定子或带有可通电的线圈的定子，其中，为电枢配有至少一个弹簧元件，该弹簧元件抵抗磁阻驱动器的驱动力，并且其中，电枢与至少一个泵活塞相连接。

本发明还涉及一种具有这种泵装置的制动系统。

背景技术

原则上已知在机动车的液压制动系统中设置有泵装置，其在需要时提高制动系统中的液压压力，以便不受驾驶员的制动踏板操纵的影响执行自动制动过程，例如紧急制动过程。通常，已知的泵装置具有活塞泵，其由电马达驱动，从而将旋转运动转换成平移运动。取消将马达的旋转有摩擦地转变成来回的活塞运动能够保证泵装置的更好的效率和紧凑的结构类型。活塞运动可通过改变其幅度和频率彼此独立地进行操控。在操控方面的这两个自由度实现有利的运行范围。作为有利的改进方案，将线性驱动器构造为磁阻驱动器，其可简单、精确地操控并且可成本有利地实现。磁阻线性驱动器具有可沿纵向运动的电枢和固定在壳体处的、可通电的定子。如果为定子通电，则产生磁场，其引起将电枢挤压到中性位置中，在该中性位置中，磁阻对于磁回路的磁通来说最小。在此，至少一个弹簧元件配给电枢，该弹簧元件克服磁阻驱动器的驱动力加载电枢，以便使电枢运动离开中性位置。因此，如果没有为定子通电，弹簧元件将电枢从中性位置挤出并且挤到原始位置中。如果再次为定子通电，则其使电枢通过磁性克服弹簧元件的力挤到中性位置中。因此，通过相应地操控定子或为定子通电，可彼此独立地调节电枢的运动的行程和频率。在此，电枢与泵活塞连接，其例如可沿轴向移动地支承在液压腔中，以便泵送存在于此处的介质。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的泵装置具有的优点是，泵装置比以往保证更高的输送体积并且还可为两个基本上彼此独立的液压回路加载液压压力。为此，根据本发明规定，泵装置具有至少两个分别带有流体接口的液压腔，泵活塞与该液压腔共同作用。本发明还规定，泵活塞不仅与一个液压腔、而且与两个液压腔共同作用，它们分别具有两个流体接口，尤其分别具有一个进口和一个出口。在此，液压腔中的每个可配有自己的液压回路，因为通过操纵线性驱动器可为两个液压腔经由泵活塞加载液压压力，以便执行泵送过程。由此以简单且成本有利的方式提高泵装置的效率。

根据本发明的一优选的改进方案规定，泵活塞构造为双活塞，其具有两个活塞，它们分别配给液压腔中的一个。因此，泵活塞具有两个单独的活塞或活塞部分，它们分别在液压腔中的一个中起作用或可移位地布置在其中。液压腔尤其由泵装置的壳体形成，其中，还将液压腔的流体接口构造或布置在壳体中。由于泵活塞具有两个活塞，可以简单的方式为两个液压腔加载线性驱动器的驱动力。可选地，泵装置还可具有至少一个第三液压腔，其带有泵活塞的相应的第三活塞。

根据本发明的一实施方式优选地规定，泵活塞的活塞和液压腔并联地并排布置。为此，活塞平行地并且彼此间隔开地通过线性驱动器可移位地布置在相应的液压腔中。由此可保证使液压回路或液压腔明确且可靠地彼此分开。

优选地，活塞以机械的方式与电枢固定地连接，使得活塞与电枢直接一起运动。特别优选地规定，电枢本身形成泵活塞，从而活塞与电枢构造成一体。由此得到泵装置，尤其泵活塞的可靠且可承受负荷的构造方式。泵活塞或电枢在此适宜地具有基本上Y形的纵向截面。

根据本发明的另一实施方式优选地规定，活塞以液压的方式与电枢连接。因此，双活塞由两个机械地彼此分开的活塞形成，它们液压地与电枢连接，其中，电枢本身形成驱动活塞或泵初级活塞以用于液压地驱动活塞。在此，尤其规定，电枢伸入液压腔中或可通过线性驱动器移入，以便为位于此处的液压介质加载液压压力。液压前腔液压地与活塞可移位地布置在其中的液压腔连接，从而在液压前腔中调节的液压压力传递到活塞上，以便在相应的液压腔中产生用于相应的制动回路/液压回路的液压压力。适宜地，活塞可在此分别克服弹簧元件的力移位，弹簧元件将活塞压回到它们的原始位置中。通过压回为在活塞和初级活塞之间的液压介质加载压力，压力将初级活塞和电枢压回到其中性位置中。附加地可规定，为电枢直接配有另一弹簧元件，该另一弹簧元件在电枢和例如泵装置的壳体之间起作用，以便使电枢移位到其中性位置中。

根据本发明的一优选的改进方案规定，活塞和液压腔沿活塞的运动方向相继布置。由此尤其在泵装置的结构空间需求方面相对于泵活塞或电枢的运动轴线沿径向得到泵装置的特别紧凑的结构型式。液压腔和活塞可在此直接相继或沿轴向彼此间隔开地构造。为了液压地分开相继的液压腔，尤其规定，活塞在其外侧壁分别具有至少一个在相应的活塞的整个周边延伸的密封元件，该密封元件与通过泵装置的壳体相应形成的液压腔的内侧密封地共同作用。

此外，优选地规定，双活塞构造为多级式活塞。由此，相继而置的活塞具有不同的直径。尤其规定，活塞的在泵活塞的自由端部处的第一活塞具有的直径小于泵活塞的相对于自由端部有间距地布置的第二活塞。液压腔也相应于活塞的尺寸具有不同的直径，其中，在泵装置的壳体中的液压腔构造为多级腔，尤其构造为多级孔。

如已经提到的那样，优选地规定，液压腔和/或流体接口构造在泵装置的泵壳体中。尤其液压腔和/或流体接口构造为在泵壳体中的孔，从而泵装置承受得住高的负荷，尤其高的液压压力。

根据本发明的一优选的改进方案还规定，液压腔和/或流体接口构造在泵装置的布置在泵壳体中的插入件中。就此而言，泵壳体尤其多件式地构造，其中，具有液压腔和/或流体接口的部分构造为插入件。由此可降低泵装置的制造成本，因为插入件和泵壳体可彼此分开地制成，由此例如可动用成本有利的加工/制造方法。

还优选地规定，为流体接口中的至少一个配有阀装置，尤其止回阀。阀装置优选地集成地布置或构造在泵装置的泵壳体中。有利地，为每个流体接口分别配有阀装置，其构造为可操纵的阀装置以用于释放或关闭相应的流体接口的流经横截面，或构造为止回阀，以便根据压力情况通过止回阀自动释放或关闭相应的流体接口。

根据本发明的具有权利要求11的特征的制动系统的特征在于，泵装置根据本发明来构造。由此得到已经提到的优点。由之前的说明以及权利要求得到其他的特征和优点。

附图说明

下面借助附图进一步阐述本发明。其中分别以简化的截面图示：

图1示出了泵装置的第一实施例，

图2示出了泵装置的第二实施例，

图3示出了泵装置的第三实施例，

图4A和图4B示出了泵装置的第四实施例，

图5示出了泵装置的第五实施例，并且

图6示出了泵装置的第六实施例。

具体实施方式

图1以简化的截面图示示出了用于在此未详细示出的机动车制动系统2的泵装置1的第一实施例。

泵装置1具有泵壳体3，在其中布置有线性驱动器4以及可由线性驱动器4驱动的泵活塞5。

线性驱动器4构造为磁阻线性驱动器或磁阻驱动器并且为此具有固定在壳体处且带有可通电的绕组7的定子6以及铁磁电枢8。电枢8可沿轴向移位并且尤其旋转对称地构造。定子6沿径向包围电枢8，其中，在电枢8和定子6之间留有工作气隙9。

电枢8固定地与泵活塞5连接。为此，泵活塞5的配有线性驱动器4的第一端部10居中压入地保持在电枢8的容纳开口11中。在此，还可考虑，电枢8和泵活塞5一件式地构造或通过焊接、螺纹连接和/或粘接彼此可靠地连接。

在泵活塞5的指离第一端部10的第二端部12布置有弹簧元件13，其在此构造为螺旋弹簧并且预紧地保持在泵壳体3和泵活塞5的自由的端部12之间，从而弹簧元件将泵活塞5朝定子6的方向挤压。在此，弹簧元件13将泵活塞5尤其挤压直至泵壳体3的止挡14。如果电枢8贴靠在止挡14处，则电枢8和定子6仅仅局部地重叠。定子6与电枢8互补地构造。这意味着，电枢8的至少一个线性的电枢位置可相对于定子6占据这样的位置，即，在该位置磁阻对于由于绕组7的通电产生的磁通量来说最小。尤其如在此示出的那样，定子6和电枢8的柱状面在工作气隙9的区域中沿轴向同样长地构造。由此，在运行中得到电枢8的这样的位置，在该位置中，引起的轴向力在定子6通电时等于零，即，此时电枢8和定子6布置在相同的高度上。该位置在下文中还被称为中性位置。弹簧元件13将电枢8挤出中性位置，使之抵靠止挡14，如在图1中示出的那样。因此，如果为线圈7通电，则产生驱动力，由于该驱动力，电枢8与泵活塞5一起克服弹簧元件13的力运动，直至电枢8到达中性位置。

泵壳体3还具有多级孔15，其中，孔的第一级具有的直径至少相当于电枢8的外直径并且与线性驱动器4相邻，并且其中，多级孔15的第二级具有相比于第一级减小的直径。在此，多级孔的级形成第一液压腔16和第二液压腔17。

泵活塞5构造为多级式活塞并且因此为双活塞。在此，泵活塞5在其自由的端部12处具有第一活塞18，其具有第一直径Dl。与自由的端部12间隔开地，泵活塞5还具有第二活塞19，其外直径D2大于外直径Dl。在此规定，直径Dl基本上相当于液压腔17的内直径，并且直径D2基本上相当于液压腔16的内直径，其中，液压腔17的第一活塞18和在液压腔16中的第二活塞19可移动地布置，并且其中，相应的活塞18、19限定相应的液压腔16、17，从而通过泵活塞的行进可改变相应的液压腔16、17的体积。

为每个液压腔16、17还配有两个流体接口20、21或22、23。为每个流体接口20至23还分别配有止回阀EV1、AV1、EV2或AV2。止回阀EV1和EV2在此朝相应的液压腔16或17的方向打开，而止回阀AV1和AV2朝相应的液压腔16、17的方向闭合。因此，止回阀EV1和EV2形成相应的液压腔16和17的进入阀，并且止回阀AV1和AV2形成排出阀。因此，为每个流体接口20至23分别配有阀装置，其构造成自动式地，以便根据压力差通过相应的止回阀释放或闭合相应的流体接口20至23。由此通过操控线性驱动器4自动实现泵送。

如果从在图1中示出的状态开始为线圈7通电，则电枢8与泵活塞5一起朝弹簧元件13的方向移位，如通过箭头说明的那样。在此，活塞19提高了液压腔16中的压力，并且活塞18提高了液压腔17中的压力，直至相应的排出阀AV1、AV2自动打开，并且液压介质可从相应的液压腔16、17通过相应的流体接口21、23离开。液压腔16、17在此配有制动系统2的不同的液压回路，尤其制动回路。

线圈7由电压源借助于功率电子设备供电和操控。通过电压馈电的电压幅值的大小和由功率电子设备确定的通电时间来确定电枢8的偏移幅度、即行程以及电枢的运动频率。优选地，频率选择成接近电枢8的机械的固有频率。在泵装置1的运行期间，优选地没有到达电枢的中性位置。通常，定子电流在到达该位置之前被切断。由此根据弹簧元件13的潜在能量控制电枢8的行程。在给定泵的高压侧的压力时通过调节电流控制和调节泵装置1的体积流。

图2示出了泵装置1的第二实施例，其中，由图1已知的元件设有相同的附图标记，并且就此而言参考上文的说明。这同样适用于在图3至图6中说明的实施例。下面基本上仅探讨在实施例之间的不同之处。

第二实施例与第一实施例的不同主要在于，泵壳体具有单独的插入件24，其插入壳体3中并且形成液压腔16、17。通过借助单独的插入件24设置液压腔16、17实现可降低泵装置1、尤其泵壳体3的制造成本。此外，第二实施例与第一实施例的不同在于，弹簧元件13没有配给泵活塞5的自由的端部12，而是配给自由的端部10，其在这种情况下从电枢8的背对液压腔16、17的一侧突出。此外，弹簧元件保持在电枢8或电枢支架25(其固定地与电枢8相连接)和壳体3之间，其中，在这种情况下，弹簧元件13构造为预紧的拉紧弹簧。根据第二实施例的泵装置1的运行如之前说明的那样进行。

根据图3中示出的第三实施例的泵装置1与上文的实施例的不同之处在于，弹簧元件与电枢8的面向液压腔16、17的一侧共同作用。为此，弹簧元件13在液压腔16、17或插入件25的旁边预紧地保持在电枢8和壳体3之间并且构造为压力弹簧。弹簧元件13可在此通过与泵活塞5的运动轴线同心布置的螺旋弹簧形成。替代地，如在图3中示出的那样，还可设置多个单独的螺旋弹簧26，它们均匀地布置在电枢8的周边上并且如之前说明的那样预紧地保持在电枢8和壳体3之间，以便使电枢8从中性位置移位到原始位置中。此外，在图3中通过虚线箭头示出了在定子9通电时的磁通。泵装置1的该变体允许更紧凑地构建泵装置并且实现更大的自由空间用于磁回路的尺寸。

图4A和图4B以纵向截面图示(图4A)和仰视图(图4B)示出了泵装置1的第四实施例。不同于上文的实施例，此时，活塞18和19并排并且彼此并联地布置。电枢8沿着固定的引导栓27如之前说明的那样可移动地支承在壳体3中。在此，在电枢8和壳体3之间预紧地保持有作为压力弹簧的弹簧元件13。由非磁性的材料制成的泵活塞5在此通过与电枢8的下侧贴靠的圆环形的盘片形成，其在与电枢8对置的一侧支撑两个活塞18和19。活塞18、19在此关于电枢8的运动轴线彼此在直径上对置地布置在盘片28的下侧处。相应地，液压腔16和17同样并排地构造在壳体3中，更确切地说在此构造在插入件24中。通过活塞18、19的不同的直径Dl和D2和必要时不同的初始位置(活塞高度)实现相应的液压回路的通过活塞18、19产生的压力脉冲的有利的相移。由此，有利地平衡泵装置的压力侧的压力走向，并且谐波的份额在压力走向中变小。结果改善了源自泵装置1的振动特性和声学激励。通过有针对性地确定直径Dl、D2的尺寸，活塞行程以及流体接口的流经横截面的尺寸，可使泵装置1以简单的方式与不同的应用匹配。通过并排布置活塞18和19以及液压腔17和16实现可靠地保证在空间上分开液压回路。可为液压回路分配自己的密封部和支承部，由此长时间地保证泵装置的密封性。在此，泵活塞5同样构造为双活塞。

图4B示出了插入件24的下侧的视图，其中，示出了活塞18、19的不同的直径Dl、D2以及共同的流体进口29的直径d1、共同的流体出口30的直径d2。因此，在这种情况下，液压介质从液压腔17、16输送到共同的流体出口30或从共同的流体进口29排出。替代地可规定，如上文已经提到的那样，为每个液压腔16、17配有自己的液压回路，从而没有共同的流体接口。

图5示出了泵装置1的第五实施例，其与上文的实施例的不同之处在于，共同的流体接口29、30彼此同轴地布置，由此得到泵装置的特别紧凑的实施方式。

根据该实施例规定，液压腔中的一个、在此液压腔16布置在电枢8和活塞19之间，从而在活塞19通过弹簧元件13的力回移到其原始位置中时此时在液压腔16中进行泵送过程。通过两个活塞18、19的相反的取向或功能在两个液压回路/子系统中实现压力脉冲有利地相移半个周期T/2。由此平衡高压侧的压力走向并且进一步降低压力走向中的谐波的份额。因此改善了源自泵装置1的振动特性和声学激励。然而，活塞19中的第二子系统由于相反的液压腔16需要压力平衡线路。为此，在此规定，在活塞19的背对电枢的一侧构造有压力平衡腔33。

此外，在此还规定，可选地将压力平衡管路31构造在压力平衡腔33和电枢8的工作腔之间，和/或将压力平衡管路32构造在压力平衡腔33和共同的流体进口29之间。

泵壳体3由非磁性的材料制成并且包围泵装置1的所有的有源元件、在结构上在工作气隙9尽可能小的情况下保证尽可能精确的居中。在此，磁回路的所有元件，即，电枢8、定子6和线圈7，旋转对称地围绕活塞轴线或电枢8的运动轴线布置。

图6示出了泵装置1的第六实施例，其中，在此活塞18、19同样并排布置。然而，不同于上文的实施例，活塞18、19没有彼此形成机械单元。而是活塞18、19液压地与电枢8或泵初级活塞(其与电枢8固定地相连接)有效连接。泵初级活塞34在其指离电枢8的自由的端部具有直径变细部35。泵初级活塞34通过该直径变细部35置入液压前腔36中，在其中存在液压介质。如果泵初级活塞34通过电枢8加载线性驱动器4的驱动力，则泵初级活塞如此压入到液压前腔36中，即，通过其由于运动而逐渐增加的直径产生作用到液压前腔36中的压力，该压力作用到活塞18、19上以使得其移位。因此，活塞18、19液压地受到操纵。在此，活塞18、19如上文说明的那样可移位地布置在液压腔17、16的分别一个中，其中，如之前已经说明的那样为液压腔16、17分配尤其不同的液压回路的流体接口20至23。优选地，为活塞18、19分别配有弹簧元件，其抵抗液压的操纵力，从而活塞18、19通过弹力带回到其原始位置中。由此产生的液压压力还作用到泵初级活塞34上，由此将泵初级活塞必要时压回到其原始状态中。然而，优选地，还为泵初级活塞34配有弹簧元件(在此未绘出)，其抵抗线性驱动器4的驱动力，从而当线圈7不再通电时，泵活塞始终可靠地从中性状态移位到其原始位置中。

Claims (11)

1.泵装置(1)，尤其用于机动车的制动系统(2)，所述泵装置具有线性驱动器(4)，所述线性驱动器为磁阻驱动器并且为此具有能沿纵向运动的电枢(8)和固定在壳体处的、能通电的定子(6)，其中，为所述电枢(8)配有至少一个弹簧元件(13)，该至少一个弹簧元件抵抗所述磁阻驱动器的驱动力，并且所述电枢(8)与泵活塞(5)相连接，其特征在于，所述泵装置(1)包括两个分别具有至少两个流体接口(20-23)的液压腔(16、17)，所述泵活塞(5)与该液压腔共同作用。

2.根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述泵活塞(5)为双活塞，该双活塞具有两个活塞(18、19)，所述两个活塞分别配给所述液压腔(16、17)中的一个。

3.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述活塞(18、19)和所述液压腔(16、17)并联地并排布置。

4.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述活塞(18、19)以机械的方式与所述电枢(8)连接。

5.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述活塞(18、19)以液压的方式与所述电枢(8)连接。

6.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述活塞(18、19)和所述液压腔(16、17)在所述活塞(18、19)的运动方向上相继布置。

7.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述双活塞为多级式活塞。

8.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述液压腔(16、17)和/或所述流体接口(20-23)构造/布置在所述泵装置(1)的泵壳体(3)中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，所述液压腔(16、17)和/或所述流体接口构造在所述泵装置(1)的布置在所述泵壳体(3)中的插入件(24)中。

10.根据上述权利要求中任一项所述的泵装置，其特征在于，为所述流体接口(20-23)中的至少一个配有阀装置(EV1、EV2、AV1、AV2)、尤其止回阀。

11.一种制动系统(2)，尤其用于机动车，所述制动系统具有泵装置(1)和至少一个与所述泵装置(1)液压地连接的液压回路，该液压回路相应具有至少一个能液压地操纵的车轮制动器，其特征在于，所述泵装置(1)根据权利要求1至10中任一项构造。