FR2461129A1

FR2461129A1 - SEALING DEVICE FOR A VACUUM PISTON PUMP

Info

Publication number: FR2461129A1
Application number: FR8015219A
Authority: FR
Inventors: Peter Wiedmann
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1981-01-30
Also published as: FR2461129B3; IT1127048B; IT8048678A0; GB2054095A; DE7919989U1; SE8004809L

Abstract

LE PISTON 3 COMPORTE UN EVIDEMENT ANNULAIRE RADIAL 4 ENTOURE PAR UN CORPS TUBULAIRE ELASTIQUE 5 FIXE AU PISTON DES DEUX COTES DE CET EVIDEMENT. AUTOUR DE CE CORPS TUBULAIRE EST FIXEE UNE BAGUE DE GLISSEMENT ET D'ETANCHEITE 7, DANS LE CHAMP DE L'EVIDEMENT RADIAL 4. CET EVIDEMENT COMMUNIQUE AVEC L'ATMOSPHERE PAR AU MOINS UN PERCAGE AXIAL 6. CE DISPOSITIF D'ETANCHEITE REDUIT CONSIDERABLEMENT L'USURE DE LA BAGUE 7, CETTE DERNIERE N'ETANT APPLIQUEE FORTEMENT CONTRE LA PAROI 2 DU CYLINDRE QUE LORSQUE LA DEPRESSION QUI REGNE DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL 1 DE LA POMPE EST ELEVEE.THE PISTON 3 INCLUDES AN ANNULAR RADIAL RECESS 4 SURROUNDED BY AN ELASTIC TUBULAR BODY 5 FIXED TO THE PISTON ON BOTH SIDES OF THIS RECESS. AROUND THIS TUBULAR BODY IS FIXED A SLIDING AND SEALING RING 7, IN THE FIELD OF THE RADIAL RECESS 4. THIS RECESS COMMUNICATES WITH THE ATMOSPHERE BY AT LEAST ONE AXIAL DRILLING 6. THIS SEALING DEVICE CONSIDERALLY REDUCES L 'WEAR OF RING 7, THIS LATTER BEING STRONGLY APPLIED AGAINST WALL 2 OF THE CYLINDER ONLY WHEN THE DEPRESSION IN THE WORKING CHAMBER 1 OF THE PUMP IS HIGH.

Description

-1 --1 -

La présente invention a trait aux pompes à dé- The present invention relates to pressure pumps.

pression fonctionnant selon le principe des pompes à piston, destinées notamment à être installées sur des véhicules pressure operating according to the principle of piston pumps, intended in particular to be installed on vehicles

automobiles afin d'alimenter en dépression les amplifi- cars to supply vacuum amplifiers

cateurs d'effort de freinage de ceux-ci. L'invention est relative, en particulier, à l'étanchéité du piston par rapport au cylindre de travail de ces pompes et permet d'assurer une adaptation automatique de la force avec laquelle l'élément qui assure cette étanchéité appuie contre la paroi du cylindre, cette adaptation étant fonction braking force scorers thereof. The invention relates, in particular, to the tightness of the piston relative to the working cylinder of these pumps and makes it possible to ensure an automatic adaptation of the force with which the element which ensures this tightness presses against the wall of the cylinder , this adaptation being a function

de la dépression atteinte dans la pompe. of the vacuum reached in the pump.

Dans les pompes à piston génératrices de dépression habituellement utilisées jusqu'à présent pour alimenter en dépression l'aenplification pneumatique de l'effort de freinage, l'un des problèmes les plus importants réside dans la nécessité d'assurer l'étanchéité entre le piston et le cylindre. La solution la plus répandue fait usage d'un joint torique autour duquel est disposée une bague de glissement et/ou d'étanchéité. Ce joint torique ou autre élément équivalent a pour tache de produire la force d'application requise pour assurer l'effet d'étanchéité One of the most important problems in vacuum generating piston pumps which have traditionally been used to supply pneumatic amplification of the braking force to date is the need to seal between the piston. and the cylinder. The most widespread solution makes use of an O-ring around which is placed a sliding and / or sealing ring. This O-ring or other equivalent element has the task of producing the application force required to ensure the sealing effect

correct. Cette force est obtenue par mise en précon- correct. This force is obtained by precon-

trainte du joint turique et doit, pour assurer un effet turkish joint and must, to ensure an effect

d'étanchéité suffisant dans toutes les plages de fonction- sufficient sealing in all operating ranges-

nement de la pompe, 8tre réglée pour assurer l'étanchéité dans la situation de fonctionnement la plus défavorable, ce qui veut dire que dans toutes les autres situations cette force d'application est beaucoup trop grande. La conséquence en est que la bague d'étanchéité est soumise à une usure mécanique inutilement gorte, et par suite pump, 8tre adjusted to ensure sealing in the most unfavorable operating situation, which means that in all other situations this application force is much too great. The consequence is that the sealing ring is subjected to unnecessary mechanical wear, and therefore

l'effet d'étanchéité se trouve fortement réduit. the sealing effect is greatly reduced.

Pour remédier à cet état de choses, l'invention To remedy this state of affairs, the invention

a créé un nouveau dispositif qui, automatiquement, pro- created a new device which automatically

portionne à chaque situation de fonctionnement la force qui applique la bague d'étanchéité contre la paroi du cylindre. Grace à cette disposition l'usure mécanique de -2 - la bague de glissement et d'étanchéité se trouve réduite, ce qui se répercute très favorablement sur la durée de in each operating situation, the force which applies the sealing ring against the cylinder wall is divided. Thanks to this arrangement the mechanical wear of -2 - the sliding and sealing ring is reduced, which has a very favorable effect on the duration of

service effective de la pompe.effective pump service.

Dans ce nouveau dispositif d'étanchéité, le piston comporte un évidement radial qui est entouré par un corps annulaire élastique et qui communique avec l'atmosphère In this new sealing device, the piston has a radial recess which is surrounded by an elastic annular body and which communicates with the atmosphere.

par l'intermédiaire d'au moins un perçage axial. by means of at least one axial bore.

Dans une forme d'exécution, une bague de glissement et d'étanchéité entoure le corps annulaire élastique dans In one embodiment, a sliding and sealing ring surrounds the elastic annular body in

le champ de l'évidement.the field of the recess.

Dans une autre forme d'exécution, le corps annu- In another embodiment, the body annu-

laire élastique présente, dans le champ de l'évidement, une surépaisseur radiale qui assure la fonction de la the elastic area has, in the field of the recess, a radial allowance which ensures the function of the

bague de glissement et d'étanchéité. sliding and sealing ring.

Dans ces deux formes d'exécution la-section du ou In these two embodiments the section of the or

des perçages qui assurent la communication entre l'évi- holes that ensure communication between the

dement radial du piston et l'atmosphère peut avoir une of the piston and the atmosphere can have a

forme quelconque.any shape.

Des exemples d'exécution du nouveau dispositif sont décrits ci-après et illustrés au dessin schématique annexé, sur lequel - la figure 1 montre la structure d'une pompe à Examples of execution of the new device are described below and illustrated in the attached schematic drawing, in which - Figure 1 shows the structure of a pump

piston à dépression dont l'étanchéité du piston est réa- vacuum piston whose piston seal is restored

lisée selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face, c8té tige;du fond du piston correspondant à la fig. I; - la figure 3 montre une variante de l'étanchéité du piston, et - les figures 4 à 6 sont des vues de différents read according to the invention, - Figure 2 is a front view, c8té rod; the bottom of the piston corresponding to fig. I; - Figure 3 shows a variant of the piston seal, and - Figures 4 to 6 are views of different

fonds de piston correspondant à la variante selon la fig.3. piston bottoms corresponding to the variant according to fig. 3.

Les fig. 1 et 2 illustrent schématiquement une pompe à piston conçue pour créer une dépression, comportant une enceinte de travail 1 qui, de façon connue en soi, est raccordée par une valve d'aspiration 9 et une valve de refoulement 10 aux conduites et appareils correspondant Figs. 1 and 2 schematically illustrate a piston pump designed to create a vacuum, comprising a working enclosure 1 which, in a manner known per se, is connected by a suction valve 9 and a discharge valve 10 to the corresponding pipes and devices

à chacune de ces valves. L'enceinte de travail 1 est déli- to each of these valves. Work enclosure 1 is deli-

-3 - mitée par la paroi d'un cylindrique 2. Dans cette enceinte peut se déplacer le piston 3 qui, de manière appropriée, -3 - driven by the wall of a cylindrical 2. In this enclosure can move the piston 3 which, suitably,

est commandé pour se déplacer suivant un mouvement os- is commanded to move in an os-

cillant, ce qui, dans cet exemple, est représenté schéma- cillant, which, in this example, is shown diagrammatically

tiquement par la tige de piston 11 en tant qu'exemple gén6ralement valable. Ce piston 3 est conçu conformément à l'invention; il comporte donc un évidement annulaire 4 autour duquel est fixé le corps tubulaire élastique 5 qui obture de manière étanche l'enceinte de cet évidement en direction de la paroi du cylindre 2. Ce corps tubulaire 5 by the piston rod 11 as a generally valid example. This piston 3 is designed in accordance with the invention; it therefore comprises an annular recess 4 around which the elastic tubular body 5 is fixed which sealingly closes the enclosure of this recess in the direction of the wall of the cylinder 2. This tubular body 5

est rendu solidaire du piston 3, par exemple par collage. is secured to the piston 3, for example by gluing.

L'enceinte délimitée par l'évidement 4 et ce corps élas- The enclosure delimited by the recess 4 and this elastic body

tique 5 est reliée à l'atmosphère (à droite du piston en regardant le dessin) par l'intermédiaire de perçages 6 disposés de préférence symétriquement sur le cercle de perçage. La bague de glissement et d'étanchéité 7 qui, lors du mouvement oscillant du piston 3, glisse sur la face de glissement du cylindre 2 et assure l'étanchéité de l'enceinte de travail 1 de la pompe par rapport à l'atmosphère qui règne de l'autre c8té du piston 3, est tick 5 is connected to the atmosphere (to the right of the piston while looking at the drawing) by means of holes 6 preferably arranged symmetrically on the drilling circle. The sliding and sealing ring 7 which, during the oscillating movement of the piston 3, slides on the sliding face of the cylinder 2 and seals the working enclosure 1 of the pump with respect to the atmosphere which reigns on the other side of piston 3, is

solidaire du corps tubulaire 5 qu'elle entoure. secured to the tubular body 5 which it surrounds.

Du fait de la dépression engendrée dans l'enceinte de travail 1 et qui règne également dans l'enceinte 12, et de la pression atmosphérique dans l'enceinte 13 et Due to the vacuum generated in the working enclosure 1 and which also prevails in the enclosure 12, and the atmospheric pressure in the enclosure 13 and

dans celle de l'évidement annulaire 4, une pression diffé- in that of the annular recess 4, a different pressure

rentielle s'établit par l'intermédiaire du corps tubulaire qi, de ce fait, se trouve repoussé radialement vers l'etérieur, ce qui applique la bague de glissement et d'étanchéité 7 de façon étanche contre la paroi 2 du cylindre. Une augmentation de la dépression effective dans differential is established through the tubular body qi, therefore, is pushed radially inward, which applies the sliding and sealing ring 7 sealingly against the wall 2 of the cylinder. An increase in effective depression in

l'enceinte 1 conduit automatiquement à appliquer plus for- enclosure 1 automatically leads to the application of more

tement la bague 7 contre la paroi 2. On est ainsi certain que dans tous les états de fonctionnement de la pompe la force qui agit sur la bague d'étanchéité 7 pourl'appliquer contre la paroi 2 afin d'assurer l'effet d'étanchéité recherché est suffisante et non excessive. De ce fait, - 4 l'urure mécanique et en même temps aussi les pertes de the ring 7 against the wall 2. It is thus certain that in all operating states of the pump the force which acts on the sealing ring 7 to apply it against the wall 2 in order to ensure the effect of sealing sought is sufficient and not excessive. As a result, - 4 the mechanical uride and at the same time also the losses of

rendement par frottement sont réduites au minimum inévitable. friction yields are minimized inevitable.

Il est évident que le corps élastique 5 et la bague de glissement et d'étanchéité 7 sont conçus de telle sorte que m8me à l'état initial, dans lequel la pression It is obvious that the elastic body 5 and the sliding and sealing ring 7 are designed so that even in the initial state, in which the pressure

atmosphérique nègne des deux c8tés du piston 3, l'las- atmospheric arises from the two sides of the piston 3, the

ticité propre du corps 5 et la précontrainte à donner par construction à la bague d'étanchéité 7 pour l'appliquer contre la paroi 2 du cylindre assurent l'effet d'étanchéité minimum requise Les formes d'exécution représentées à la fig. 3 et aux fig. 4 à 6 qui lui correspondent illustrent des variantes du système d'étanchéité du piston qui restent dans le cadre de l'invention. Par rapport à la forme d'exécution illustrée à la fig. 1 ces variantes ont pour particularité de constituer une simplification des pièces utilisées. Cette simplification concerne surtout un corps d'étanchéité 8 à symétrie de rotation qui combine quasiment en soi les pièces représentées à la fig. 1, à savoir le corps tubulaire 5 et la bague d'étanchéité 7. Ce corps d'étanchéité 8 est, par sa face tournée vers l'enceinte de travail 1, associé de manière solide et étanche au piston 3; cette association est, à la fig. 3, conti.tée par un encastrement, mais d'autres formes de fixation sont possibles. L'autre face du corps d'étanchéité 8 repose librement sur le piston 3o Dans sa partie tournée vers l'atmosphère ce piston présente un appui pour le corps d'étanchéité 8 et est conçu de telle sorte que l'évidement specificity of the body 5 and the prestressing to be given by construction to the sealing ring 7 in order to apply it against the wall 2 of the cylinder ensure the minimum sealing effect required. The embodiments shown in FIG. 3 and in figs. 4 to 6 which correspond to it illustrate variants of the piston sealing system which remain within the scope of the invention. Compared to the embodiment illustrated in FIG. 1 these variants have the particularity of constituting a simplification of the parts used. This simplification relates above all to a sealing body 8 with rotation symmetry which virtually combines in itself the parts shown in FIG. 1, namely the tubular body 5 and the sealing ring 7. This sealing body 8 is, by its face facing the working enclosure 1, solidly and tightly associated with the piston 3; this association is, in fig. 3, conti.tée by a recess, but other forms of attachment are possible. The other face of the sealing body 8 rests freely on the piston 3o In its part facing the atmosphere this piston has a support for the sealing body 8 and is designed so that the recess

4 communique avec l'atmosphère. Diverses variantes pos- 4 communicates with the atmosphere. Various variants pos-

sibles de cette disposition sont illustrées aux fig. 4, et 6, mais un grand nombre d'autres sont concevables dans l'esprit de l'invention. Dans la variante illustrée à la fig. 4, le piston 3 comporte des perçages de liaison 6 comme déjà décrit avec référence à la fig. 1. Dans celle illustrée à la fig. -5, le piston 3a comporte au moins deux (quatre dans cet exemple) échancrures 14 d'assez grandes 0 * bas * i De -5 - dimensions et autant de nervures correspondantes 15 6,as le champ de la surface d'appui pour le corps d'étancebeit 8. Ces échancrures 14 assurent la communication entre sables of this arrangement are illustrated in figs. 4, and 6, but a large number of others are conceivable within the spirit of the invention. In the variant illustrated in FIG. 4, the piston 3 has connecting holes 6 as already described with reference to FIG. 1. In the one illustrated in fig. -5, the piston 3a has at least two (four in this example) notches 14 of fairly large 0 * low * i De -5 - dimensions and as many corresponding ribs 15 6, as the field of the bearing surface for the body of balance 8. These notches 14 ensure communication between

l' évidement 4 et l'atmosphère.the recess 4 and the atmosphere.

La forme d'exécution selon la fig. 6 est une variante de celle représentée à la fig. 5, le piston 3b étant, dans sa partie soumise à la pression atmosphérique, The embodiment according to fig. 6 is a variant of that shown in FIG. 5, the piston 3b being, in its part subjected to atmospheric pressure,

muni de plusieurs échancrures 17 et nervures 16. provided with several notches 17 and ribs 16.

- 6 - -6-- 6 - -6-

Claims

1. Piston pump, especially for shouting a.pres-

sion, provided with a device ensuring the sealing of the

piston in the radial direction, this pump being noted

quable in that it comprises the following provisions: a) the piston (3) has a radial annular recess (4),

b) in the axial direction, a tubular body elas-

tick (5) is fixed to the piston of the two sides of the recess (4),

c) the axial tubular body (5) ensures the tetanehe-

ity of the recess (4) in the radial direction, d) a sliding ring and the seal (7) is fixed on the outer periphery of the tubular co: ps (5) in the field of the recess (4) ,

and e) the piston (3) is designed so that its

dement (4) communicates with the atmosphere by

through at least one bore (6).

2. Piston pump, in particular to create a

pressure, fitted with a sealing device

piston in the radial direction, this pump being re-

marked in that it comprises the following provisions: a) the piston (3) has a radial annular recess (4), b) an elastic body of elongated cylindrical shape (8) is tightly fixed to the piston (3) that '' it surrounds, c) this elastic body (8) rests on the piston

3C (3),

d) this elastic body (8) has an excess thickness

radial sor, e) this radial excess thickness ensures sealing and sliding and isolates the working enclosure (1) of the pump from the atmosphere, and f) the recess (4) communicates with the atmosphere by at least one hole (6) or at least one

notch (14; 17).