具有可断开传动联轴器的真空泵的制作方法_2

文档序号:9221352阅读:来源:国知局
闭。
[0044]泵转子80由输入轴13驱动,所述输入轴13在泵体的较小直径的端部15内转动,且具有传动牙嵌14 (例如,奥德姆联轴器),用于与内燃活塞式发动机的凸轮轴的一个端部接合。可使用连接到凸轮轴的其它种类的传动连接件。实际上,外壳的整个较小直径的端部被插入在发动机的壳体中,使得在使用中,仅较大直径的端部是可见的。在真空泵内,存在下文将进一步解释的可断开传动联轴器20(图3)。
[0045]泵转子80包括径向上外部的支承表面19,该径向上外部的支承表面19在由泵的外壳限定的孔81中运转,如下文将解释。
[0046]泵室包括入口连接件16以及止回出口阀17,该入口连接件16适用于联接到制动助力器的真空软管。
[0047]在使用中,泵与凸轮轴一起旋转,并将空气从入口泵送到出口,以便降低入口侧上的空气压力,且由此在制动助力器真空室中产生部分真空。
[0048]图3示出贯穿图1和图2的泵的较小直径的端部15的横向剖面图;左手端的泵室被省略。
[0049]泵外壳21包括铁、铝或其它适当材料的铸件,并限定泵转子的输出或支撑轴22可在其内旋转的轴承。轴22和泵转子可形成在单个整体部件上。
[0050]轴22具有一端封闭的圆形室,该一端封闭的圆形室包括缸孔23,环形活塞24在缸孔23内沿着旋转轴线往复。活塞24和孔23通过花键以旋转方式连接。活塞24由背靠背布置的一垛碟簧26弹性地偏压到孔23的右端(如图所示),该一垛碟簧26支承在孔23的封闭端部上。活塞包括活塞环27以抵靠孔23的壁密封。
[0051]输入轴13可在活塞24内旋转,该输入轴13分别通过滑动轴承29和支承表面29a支撑在孔23的任一端部处。油封圈30被设置在活塞24与轴13之间。
[0052]输入轴13与活塞24之间布置有离合器,该离合器包括速度同步机构。第一圆形离合器面31被限定在输入轴上,且呈面向泵室的平锥的形式。第二配合离合器面由活塞24内的圆形离合器环32限定。环32借助于花键33而以旋转方式紧固在活塞24上,但能够轴向移动,如下文将解释。
[0053]如图所示,环32由碟簧34向右弹性地偏压,碟簧34顶靠在簧环35上,该簧环35接合在输入轴13的沟槽中。
[0054]碟簧26、34是常规的,但可按需要使用其它种类的弹性弹簧偏压元件。
[0055]在该实施例中的离合器是锥形离合器,但任何种类的板离合器也是适用的。湿式多板离合器是一种替代。
[0056]活塞包括基部28和限定联轴器套筒的圆周壁28a。活塞基部28还设有传动结构,该传动结构包括周向的一列从动齿37,该周向的一列从动齿37对应于类似的绕输入轴13的周向的一列驱动齿36。如图3所说明,驱动齿和从动齿相互嗤合,但活塞的向左的相对轴向移动使齿变得脱开。当啮合时,驱动齿36和从动齿37提供从输入轴13到活塞24的直接传动,而没有圆周间隙,如将进一步描述。输入轴的肩部38限制活塞24的相对向右移动。
[0057]驱动齿36和从动齿37构成可断开传动装置的传动牙嵌,但其它种类的轴向可移动的强制传动装置也是可能的。多个细齿可给出比较少数量的粗齿容易的啮合。所属领域的技术人员将根据可用材料和待被传递的转矩来选择齿的数量和大小。此外,齿的精确形状还可根据设计考虑、关于平稳啮合和脱开的功能要求以及在轴向方向上没有实质推力的情况下的转矩的有效传递来选择。
[0058]例如来自发动机驱动的油泵的油压通过到穿过泵外壳21的壁的径向入口 41的合适连接件,并经由沿着泵轴22的外表面的沟槽42而被导入。加压的油接着在活塞的敞开端部处的间隙之间径向向内流动,并经由排出通道43轴向排出。梭阀44可在与排出通道相交的孔45中滑动,且在需要时可径向向内移动以关闭排出通道。如图所说明,梭阀在敞开条件中从泵外壳21径向突起。
[0059]泵外壳的内侧上的轴向沟槽46允许油向左流动(如图所示)到泵转子的底切50中,在底切处,油可流动到泵中以用于润滑目的。意图是油借助于绕泵轴22的润滑膜从沟槽42流动到沟槽46,但是必要时,可设置连接轴向沟槽42、46的圆周沟槽,在这个意义上,油到泵转子的泄漏对于润滑来说是足够的,但不是过量的。将选择运行间隙以将足以给出适当润滑的适当体积流量的油给予泵室,并且流量可根据经验来确定。
[0060]加压的油还可泄漏到活塞的左侧(如图所示)。该油被允许经由孔23的基部处的径向和轴向通道47且因此经由输入轴13的中央排出孔48排放。在流动到孔48时,油也可润滑推力垫圈49。排放的油还可在按任何常规方式重新进入发动机之前润滑联轴器14。
[0061]在被动状态中,如图3所说明,活塞24被碟簧26向右推动,且驱动齿36和从动齿37相互啮合以给出从输入轴到活塞24,以及借助于花键25到轴22和泵转子的直接传动。因此,真空泵是以输入轴的速度(通常是发动机凸轮轴的速度)驱动的。在这种条件下,受压的油(通常处于3到4巴)被供应到入口 41,并润滑图3的传动布置和泵转子。排出通道43足够大以确保作用在活塞24上的油压不足以克服碟簧26的弹性力。
[0062]然而,如果梭阀44径向向内移动以关闭排出通道43,则在活塞24的右侧上,油压将增加,直到由碟簧施加的弹性力被克服。活塞24将因此向左移动,从而使驱动齿36和从动齿37脱离以及使离合器面31脱离环32。在这种条件下,活塞不再由输入轴驱动,且因此泵转子的旋转停止。
[0063]参看图4到图9来说明完整的操作顺序。
[0064]图4示意了未驱动条件下的真空泵;梭阀44被关闭,且因此油压向左推动活塞24,以借助于活塞24的簧环30使驱动齿36和从动齿37以及离合器面31脱开。活塞24、轴22和泵转子是静止的,而输入轴13由发动机驱动,且是旋转的。
[0065]在图5中,梭阀44打开以允许活塞24的右侧上的压力下降。结果,活塞开始在碟簧26的弹性力的作用下向右移动。驱动齿36与从动齿37未相互啮合,但簧环30释放离合器环32,导致离合器环32接触离合器面31,离合器面31随后借助于接触面处的摩擦力开始转动。活塞24也借助于啮合离合器环32的花键33而开始旋转。
[0066]在图6中,活塞已经进一步向右移动,且在短时段之后,活塞24的旋转速度接近输入轴13的速度。
[0067]在图7中,活塞24的旋转速度和输入轴13的旋转速度被同步,且活塞的向右移动完成;驱动齿36与从动齿37啮合,且包括速度同步机构的离合器界面不再将转矩从输入轴13传递到活塞24。泵转子80由输入轴直接驱动。
[0068]图8说明脱开的开始,由此,梭阀44被关闭(径向向内移动),使得活塞的右侧上的压力增加。因此,活塞向左移动,首先使驱动齿36和从动齿37脱开,且接着经由簧环30使离合器脱开,使得部件恢复图9的未驱动状态。
[0069]梭阀44可按任何适当方式来致动,以在需要时使传动装置接合到真空泵。可使用电气致动器,但优选地提供直接对真空消耗器,例如制动助力室,作出响应的真空致动器。因此,下降的真空导致梭阀的向外移动,以使传动装置接合到真空泵。梭阀可(例如)由压缩盘簧弹性向径向向外条件偏压,以确保故障安全操作,由此在缺少真空信号的情况下,传动装置被接合(图7)。
[0070]任何适当材料可用于本发明的真空泵,且通常将对应于用于现有技术中的真空泵的材料。
[0071]泵到车辆发动机的安装可按任何适当方式进行,且可包括穿过图1所示意的孔18的螺纹紧固件。
[0072]虽然关于真空制动助力器来描述,但泵当然可用于为车辆的任何其它真空消耗器提供真空。突出的梭阀44提供直截了当的外部致动,或是在阀的轴向上或是经由套筒等而在横向上提供,且还提供接合或脱开的视觉指示。
[0073]输入轴13和离合器环32通常是金属的,且在由来自输入油道41的油润滑的离合器界面处具有大致非磨损面。
[0074]可断开传动联轴器20的操作是故障安全的,作用在活塞上的向右的弹性力在不存在作用于活塞上的充足油压的情况下确保传动装置接合。此外,牙嵌传动装置由于输入轴和输出轴的渐进的速度匹配而使得可在没有冲击负荷的情况下克服泵转子的高启动转矩。
[0075]图10示意了本发明的布置的CETOP功能液压图,其中梭阀44控制受压油源60以填充活塞24的室62或排空活塞24的室62,活塞24被弹簧26向左推动(如图所示)。该梭阀在指示真空需求的控制信号线61中通过真空来作用。梭阀具有两个位置,如所指示;当未施加真空信号时,室62连接到排出件63,且可断开传动联轴器20的离合器(包括先前描述的摩擦与牙嵌离合器)将车辆发动机连接到真空泵。如图10所说明,联轴器被接合。
[0076]如果控制信号61中的真空水平提高,则梭阀移动到其中活塞室62的出口被阻断的替代条件;活塞室中的压力上升,且活塞向右移动(如图所示)以使联轴器脱开。在该条件下,真空泵被驱动。
[0077]在图11中示意了替代布置,其中共同特征具有相同的附图标记。在这该情形中,真空消耗器包括真空制动助力器72,且发动机64经由本发明的可断开传动联轴器20来驱动真空泵10。
[0078]制动助力器的真空贮存器65经
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