活塞泵和具有這種活塞泵的車輛制動系統的製作方法

2023-06-24 16:31:56 2

專利名稱：活塞泵和具有這種活塞泵的車輛制動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種活塞泵，所述活塞泵具有活塞、在活塞上沿徑向相對於泵缸密封 的密封元件以及設置在活塞上的吸入閥，所述吸入閥被構造為具有關閉體。此外，本發明還 涉及一種具有這種活塞泵的車輛制動系統。
背景技術：
已知的車輛制動系統包括一種所謂的液壓裝置，該液壓裝置用於按量分配製動壓 力。所述液壓裝置具有泵，所述泵通常被構造為活塞泵，並且在所述活塞泵中，活塞可在泵 缸中移動。活塞以二衝程的方式移動。在此，在第一衝程中，通過吸入閥將需輸送的流體例 如制動液吸入。在第二衝程中，通過排出閥將流體排出。所述活塞藉助於密封元件相對於 泵缸的內周面密封，而且所述活塞在其往復運動期間還在泵缸中由這個密封元件導向。例 如由DE 102005017131A1已知一種這樣的活塞泵。

發明內容
本發明的任務在於，提供一種具有活塞泵的車輛制動系統，在所述活塞泵中，吸入 閥具有進一步改善的關閉和開啟特性並且還能以更低成本進行製造。依據本發明提供了一種活塞泵，所述活塞泵具有活塞、將活塞沿徑向相對於泵缸 密封的密封元件以及設置在活塞上的吸入閥，所述吸入閥被構造為具有關閉體。所述關閉 體通過彈簧元件支承，該彈簧元件與所述密封元件構成為一體。通過本發明的解決方案，一方面，與兩個單獨的部件相比，由彈簧元件和密封元件 組成的一體式部件能以較低的成本進行製造。此外，本發明的解決方案還提供了其它的優 點。特別是通過本發明的解決方案還顯著地簡化了關閉體的裝配，因為藉助於彈性的彈簧 元件在裝配過程中也可以將該關閉體非常簡單地固定在其位置上。此外，所述彈簧元件可 以在自動裝配裝置中用作密封元件的位置標識。由彈簧元件和密封元件組成的一體式結構 在適用於所述結構的彈性材料的材料特性方面也是非常有利的。因此，通過本發明的解決 方案已表明，可以選擇彈性材料，從而一方面可以實現活塞和泵缸之間特別有利的密封，另 一方面可以實現關閉體非常好的密封特性。根據本發明活塞泵的第一種有利的改進方案，將彈簧元件設計為板簧，特別是具 有起始於密封元件沿軸向定向的第一區段和與第一區段相連的基本上沿徑向定向的第二 區段。所述這樣的板簧可以實現特別精準定義的開啟和關閉特性，因為設置在其上的關 閉元件就如同在鉸鏈上一樣被精準地導向。根據本發明活塞泵的第二種有利的改進方案，將關閉體設計為基本上呈半球形， 其中，特別是半球體的拱起的一側朝向屬於活塞的閥座。通過半球形提供了一種質量相對很小的關閉體。這個很小的質量和因此很小的慣 性對開啟和關閉時的加速特性起有利的作用。此外，首先，關閉體即使在有小的位置偏差的情況下也能很好地密封在相應的閥座上。其次，這樣的關閉體在其基本上為平的一側上通 過在那作用的壓力有利地被壓緊，由此所述關閉體能夠反應迅速地封閉所述閥座。根據本發明活塞泵的第三種有利的改進方案，半球體基本上為平的一側被構造為 具有中央凹部。所述凹部還可以進一步減輕關閉體的質量，並且此外在吸入閥的關閉過程期間， 為來自流體的壓力提供特別有利地形成的作用面。根據本發明活塞泵的第四種有利的改進方案，所述密封元件、彈簧元件以及關閉 體一體地由塑造製成。通過有目標地選擇不僅具有足夠的形狀穩定性而且具有足夠彈性的塑料，使如下 設計方案成為可能依據本發明所有三個部件即密封元件、彈簧元件以及關閉體可以作為 一體式的部件僅在一個製造過程進行製造。這樣的設計方案特別地是以下列認識為依據 的，即對用於活塞與泵缸間的彈性密封、用於在吸入閥上的彈性密封以及最後用於對關閉 體的彈性導向的材料的要求相差不大。依據本發明，那麼僅用一種唯一的材料類型就能確 保這些要求。根據本發明活塞泵的第五種有利的改進方案，在密封元件上形成用於回位彈簧的 彈簧支座，所述回位彈簧用於相對於泵缸支撐活塞。所述這樣設計的彈簧支座實現了回位彈簧的一種特別節省空間的布置，其中，該 回位彈簧可以被選擇成同時特別長並且直徑很大。所述彈簧由此可以在結構空間小的情況 下產生大的回位力。根據本發明活塞泵的第六種有利的改進方案，將密封元件構成為具有軸向槽，所 述軸向槽朝向活塞-泵缸裝置的高壓區開口。在活塞泵工作時，在高壓區中存在的壓強可以進入朝向活塞-泵缸裝置的高壓區 開口的軸向槽中，並由此使所述軸向槽擴張。同時，然後密封元件的徑向外側部分，也就是 在徑向外側位於軸向槽旁邊的部分，被擠壓到相鄰的泵缸內壁上。因此，隨著在高壓區中的 壓強升高，密封元件也更緊地貼靠在泵缸上，並且由此改善了密封性。同時改善了在活塞上 的洩漏情況以及在泵缸中對活塞的導向情況。根據本發明活塞泵的第七種有利的改進方案，將所述密封元件朝向泵缸的一側構 成為階梯形。密封元件的階梯形結構在活塞和密封元件之間形成了相對大的接觸面。這個大的 接觸面改善了密封元件的固定情況。所述密封元件可以特別地通過壓緊在一個或多個臺階 的沿軸向延伸的側壁上進行固定。同時，在這些側壁上還可以產生所述密封元件相對於活 塞的對中作用。所述臺階沿徑向定向的側壁用於相對於活塞支撐密封元件，這在藉助於上 文所述的回位彈簧使活塞復位時是特別有利的。根據本發明活塞泵的第八種有利的改進方案，所述密封元件包住活塞。特別地，所述密封元件包住所述活塞的一個區段被設計成特別是在活塞的臺階、 凹槽或者梯級上進行，從而使所述密封元件沿軸向藉助於沿周向分段的或環形的鉤爪鉤在 所述活塞後面。由此實現活塞與密封元件之間的形狀配合連接部，所述形狀配合連接部由 於上面所提及的密封元件材料的弱彈性特性，也可以在自動化生產中容易地進行製造或者 說預裝配。
此外，有利地，所述活塞由兩部件構成，即朝向驅動裝置的第一部件和朝向密封 元件的第二部件。這樣由兩部件構成的活塞的各個部件被賦予特別的功能。所述第一部件 用於將在驅動裝置上產生的推力傳遞到第二部件上，所述第二部件本身用於確保流體特別 是制動液流入到吸入閥中。然後，活塞內部的高壓區藉助於密封元件被限定並相對於低壓 區被密封。在這裡，第二部件將所述密封元件推到泵缸中並且第二部件本身被第一部件推 動。從回位彈簧開始，通過回位推力經過密封元件和第二部件傳遞到第一部件上，從而實現 復位。在這裡，相對於一件式活塞的情況，可以在材料選擇和可能的製造方法方面，更為簡 單地對各個部件進行優化。此外，有利的是將第一部件構成為實心圓柱體，將第二部件構成為空心圓柱體。構 成為實心圓柱體的第一部件能以非常低的成本製造，而且能夠傳遞特別高的推力。有利的 是，所述第一部件由塑料製成，優選地向所述塑料添加強化纖維。所述構成為空心圓柱體 的第二部件可以有利地被構成為具有圓柱形空腔的管件。在這裡，所述第二部件優選由金 屬製成，並且特別地，被構造為燒結鑄件或深衝件。在這樣的部件中只要形成至少一個徑向 孔，然後在活塞泵工作時，待吸入的流體能夠通過所述徑向孔從徑向外側向內朝吸入閥的 方向流動。還通過具有本發明的這類活塞泵的車輛制動系統解決上述任務，其中，能獲得如 上文對於活塞泵本身已經闡述的相應的優點。


下面將通過示意性的附圖對本發明解決方案的實施例進行詳細闡述。附圖中圖1示出了依據現有技術的活塞泵的縱剖視圖，圖2以放大的比例示出了圖1中的細節II，圖3示出了依據本發明的活塞泵的第一種實施例的縱剖視圖，圖4以放大的比例示出了圖3中的細節IV，圖5示出了依據圖3和圖4的實施例由關閉體、彈簧元件和密封元件組成的裝置 的立體圖。
具體實施例方式在圖1和圖2中，示出了依據現有技術的活塞泵10，所述活塞泵尤其包括活塞裝 置12，該活塞裝置由泵缸14和可移動地支承在所述泵缸中的活塞16構成。此外，所述活塞 裝置12還包括吸入閥18和排出閥20。這些閥18和20被設置成用於使活塞16在其在泵 缸14中的往復運動時，將流體經過入口 22吸到位於泵缸14內部的高壓室或者說高壓區M 中，並且在壓力下又將這些流體經過出口沈從高壓區M中輸出。在這裡，所述流體為制動 液。在這裡，所述活塞16沿軸向藉助於位於高壓區M中的回位彈簧觀被彈性地預 緊。參照圖1，所述回位彈簧觀在其左端支撐在泵缸14的端面上，並且在其右端壓靠在彈 簧支座30上。所述彈簧支座30與活塞16位置固定地聯接，從而使回位彈簧觀相應地通 過所述彈簧支座30對所述活塞16施加壓力。在所述活塞16和泵缸14之間還設置了密封元件32，通過所述密封元件32，高壓區M在泵缸14中被密封。所述密封元件32構成為環形，並且在活塞16的外周面上包住 活塞。所述密封元件32藉助於套在活塞16上的閥保持架或者說閥殼34位置固定地保持 在這個外周面上。在所述閥殼34上還以臺肩的形式形成彈簧支座30。這樣支承的密封元 件32沿徑向在內部緊貼在泵缸14的內周面上，以順著該內周面滑動並同時進行密封。所述閥殼34被構造為杯形的保持架，螺旋形的回位彈簧36位於所述保持架的內 部，所述回位彈簧壓靠在球形關閉體38上。由此(在圖1和圖2所述的工作狀態下)所述 關閉體38緊貼在構造在活塞16端面上的閥座40上。參考圖1，當活塞16向右從泵缸14 中拉出時，所述關閉體38克服回位彈簧36的力從這個閥座40上被抬起。在這種運動中， 吸入閥18被開啟，流體被吸入高壓區24。根據圖1和圖2，所述密封元件32具有橫截面基本上呈矩形的基體42，在所述基 體上還構造了朝向高壓區M的密封唇44。圖3和圖4示出了依據本發明的活塞泵10。這個活塞泵同樣包括活塞裝置12，所 述活塞裝置具有泵缸14和可在泵缸中移動的活塞16。此外，還同樣地設置了吸入閥18和 排出閥20。所述活塞16通過位於高壓區M中的回位彈簧觀被彈性地預緊，所述回位彈簧 壓靠在與活塞16位置固定地聯接的依據本發明的彈簧支座46上。此外，密封元件48位於所述活塞16和泵缸14之間，所述密封元件位置固定地支 承在所述活塞16上，並且可以沿著泵缸14的內周面滑動。這個密封元件48與依據本發明 的彈簧元件50 —體形成，所述彈簧元件支承關閉體51。彈簧元件50與密封元件48的一體 式構造實現了軸向非常短且更緊湊的結構方式，所述結構方式在關閉體51在相應的閥座 40上開啟和關閉時具有特別短的反應時間。在此，所述密封元件48還通過緊靠在彈簧支座46上的回位彈簧觀被預緊。此外， 在彈簧支座46上還為回位彈簧觀提供了徑向非常寬的支撐面。如在圖4中可以看出，所述密封元件48被構成為具有朝高壓區M的方向開口的 軸向槽52。相應地，位於高壓區M中且處於壓力下的流體也到達這個軸向槽52中。所述 軸向槽52在其兩個內部的相互對置的側面或者說側壁討和56上被這些流體相互壓開。特 別的是，在密封元件48的也可以被稱為密封唇的位於軸向槽52的徑向外側的唇形部分或 者說區段58被沿徑向向外擠壓並由此被壓靠在泵缸14的內周面上。由此，在高壓區M中 的壓強升高時，密封元件48的這個區段58也更緊地貼靠在泵缸14上並且因此在那裡更好 地進行密封。此外，改善了在泵缸14中對活塞16的導向。在圖3中所示出的實施例中，所述活塞16由兩部件構成，即由第一部件60和第二 部件62構成。所述第一部件60是實心圓柱形的棒狀形成物，所述棒狀形成物由塑料注塑 而成並且被特別調整成使其能夠將偏心輪驅動裝置(未示出)的軸向推力傳遞到第二部件 62上，並由此傳遞到密封元件48上。所述第二部件62是空心圓柱形的燒結鑄件，所述燒結 鑄件在其兩端各具有一個臺肩或者說臺階64和66。所述臺階64在徑向外側包住第一部件 60的端部區域，其中第一部件60通過過盈配合以傳力連接方式固定在臺階64的內部。臺 階66與密封元件48相鄰並且在徑向外側被所述密封元件沿軸向包住。在此，密封元件48 的構成其核心部分的區段68在徑向外側貼靠在臺階66上，並且與所述臺階構成過盈配合。 密封元件48的完全位於徑向外側的另一區段70，作為一種臂部或者說套筒完全地包住第 二部件62的臺階66。在這個區段70的周邊上形成多個鉤爪72，所述鉤爪鉤在臺階66的徑向外側區域後面並且以這種方式與第二部件62在軸向產生形狀配合連接。在圖4和圖5中進一步示出了由密封元件48、彈簧元件50和關閉體51構成的一 體式單元。彈簧元件50首先以板簧形式通過第一區段74沿軸向背離所述活塞16地從基本 上呈環形的密封元件48伸出。第二區段76緊接在所述第一區段74上，所述第二區段基本 上沿徑向延伸，其中，在所示的實施例中，所述第二區段略微傾斜地沿徑向延伸。關閉體51保持在所述第二區段76上，所述關閉體基本上呈半球形，並且具有朝閥 座40拱起的表面78。在相對的一側，關閉體51被構成為具有基本上為平的邊界面80，凹 部82位於所述邊界面的中央。
權利要求
1.一種活塞泵(10)，所述活塞泵具有活塞(16)、將所述活塞(16)沿徑向相對於泵缸 (14)密封的密封元件(32 ；48)以及設置在活塞(16)上的吸入閥(18)，所述吸入閥具有關 閉體(38 ；51)，其特徵在於，所述關閉體(51)通過與所述密封元件(48)構成一體的彈簧元 件(50)支承。
2.按照權利要求1所述的活塞泵，其特徵在於，所述彈簧元件(50)為板簧，特別是具有 起始於密封元件(48)的沿軸向定向的第一區段(74)以及與所述第一區段相接的基本上沿 徑向定向的第二區段(76)。
3.按照權利要求1或2所述的活塞泵，其特徵在於，所述關閉體(51)基本上呈半球形， 其中，特別是半球形的拱起的一側(78)朝向屬於活塞(16)的閥座(40)。
4.按照權利要求3所述的活塞泵，其特徵在於，半球形的基本上為平的一側(80)具有 中央凹部(82)。
5.按照權利要求1至4中任意一項所述的活塞泵，其特徵在於，所述密封元件(48)和 彈簧元件(50)以及關閉體(51) —體地由塑料製成。
6.按照權利要求1至5中任意一項所述的活塞泵，其特徵在於，在所述密封元件(48) 上形成用於回位彈簧(28)的彈簧支座(46)，所述回位彈簧相對於所述泵缸(14)支撐所述 活塞(16)。
7.按照權利要求1至6中任意一項所述的活塞泵，其特徵在於，所述密封元件(48)具 有軸向槽(52)，所述軸向槽朝向活塞-泵缸裝置(16，14)的高壓區(24)開口。
8.按照權利要求1至7中任意一項所述的活塞泵，其特徵在於，所述密封元件(48)在 其朝向活塞(16)的一側為階梯形(66)。
9.按照權利要求1至8中任意一項所述的活塞泵，其特徵在於，所述密封元件(48)包 住所述活塞(16)。
10.一種車輛制動系統，其特徵在於，所述車輛制動系統具有如前述權利要求中任意一 項所述的活塞泵(10)。
全文摘要
本發明涉及一種活塞泵(10)和具有這種活塞泵的車輛制動系統。所述活塞泵具有活塞(16)、將所述活塞(16)沿徑向相對於泵缸(14)密封的密封元件(32；48)以及設置在活塞(16)上的吸入閥(18)，所述吸入閥被構造為具有關閉體(38；51)。在所述活塞泵中，依據本發明，所述關閉體(51)通過與密封元件(48)構成一體的彈簧元件(50)支承。
文檔編號F04B53/02GK102094807SQ20101058430
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月7日 優先權日2009年12月9日
發明者H·雅恩, M·尤雷特科 申請人:羅伯特·博世有限公司