专利名称：活塞泵和具有这种活塞泵的车辆制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞泵，所述活塞泵具有活塞、在活塞上沿径向相对于泵缸密封 的密封元件以及设置在活塞上的吸入阀，所述吸入阀被构造为具有关闭体。此外，本发明还 涉及一种具有这种活塞泵的车辆制动系统。
背景技术：
已知的车辆制动系统包括一种所谓的液压装置，该液压装置用于按量分配制动压 力。所述液压装置具有泵，所述泵通常被构造为活塞泵，并且在所述活塞泵中，活塞可在泵 缸中移动。活塞以二冲程的方式移动。在此，在第一冲程中，通过吸入阀将需输送的流体例 如制动液吸入。在第二冲程中，通过排出阀将流体排出。所述活塞借助于密封元件相对于 泵缸的内周面密封，而且所述活塞在其往复运动期间还在泵缸中由这个密封元件导向。例 如由DE 102005017131A1已知一种这样的活塞泵。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种具有活塞泵的车辆制动系统，在所述活塞泵中，吸入 阀具有进一步改善的关闭和开启特性并且还能以更低成本进行制造。依据本发明提供了一种活塞泵，所述活塞泵具有活塞、将活塞沿径向相对于泵缸 密封的密封元件以及设置在活塞上的吸入阀，所述吸入阀被构造为具有关闭体。所述关闭 体通过弹簧元件支承，该弹簧元件与所述密封元件构成为一体。通过本发明的解决方案，一方面，与两个单独的部件相比，由弹簧元件和密封元件 组成的一体式部件能以较低的成本进行制造。此外，本发明的解决方案还提供了其它的优 点。特别是通过本发明的解决方案还显著地简化了关闭体的装配，因为借助于弹性的弹簧 元件在装配过程中也可以将该关闭体非常简单地固定在其位置上。此外，所述弹簧元件可 以在自动装配装置中用作密封元件的位置标识。由弹簧元件和密封元件组成的一体式结构 在适用于所述结构的弹性材料的材料特性方面也是非常有利的。因此，通过本发明的解决 方案已表明，可以选择弹性材料，从而一方面可以实现活塞和泵缸之间特别有利的密封，另 一方面可以实现关闭体非常好的密封特性。根据本发明活塞泵的第一种有利的改进方案，将弹簧元件设计为板簧，特别是具 有起始于密封元件沿轴向定向的第一区段和与第一区段相连的基本上沿径向定向的第二 区段。所述这样的板簧可以实现特别精准定义的开启和关闭特性，因为设置在其上的关 闭元件就如同在铰链上一样被精准地导向。根据本发明活塞泵的第二种有利的改进方案，将关闭体设计为基本上呈半球形， 其中，特别是半球体的拱起的一侧朝向属于活塞的阀座。通过半球形提供了一种质量相对很小的关闭体。这个很小的质量和因此很小的惯 性对开启和关闭时的加速特性起有利的作用。此外，首先，关闭体即使在有小的位置偏差的情况下也能很好地密封在相应的阀座上。其次，这样的关闭体在其基本上为平的一侧上通 过在那作用的压力有利地被压紧，由此所述关闭体能够反应迅速地封闭所述阀座。根据本发明活塞泵的第三种有利的改进方案，半球体基本上为平的一侧被构造为 具有中央凹部。所述凹部还可以进一步减轻关闭体的质量，并且此外在吸入阀的关闭过程期间， 为来自流体的压力提供特别有利地形成的作用面。根据本发明活塞泵的第四种有利的改进方案，所述密封元件、弹簧元件以及关闭 体一体地由塑造制成。通过有目标地选择不仅具有足够的形状稳定性而且具有足够弹性的塑料，使如下 设计方案成为可能依据本发明所有三个部件即密封元件、弹簧元件以及关闭体可以作为 一体式的部件仅在一个制造过程进行制造。这样的设计方案特别地是以下列认识为依据 的，即对用于活塞与泵缸间的弹性密封、用于在吸入阀上的弹性密封以及最后用于对关闭 体的弹性导向的材料的要求相差不大。依据本发明，那么仅用一种唯一的材料类型就能确 保这些要求。根据本发明活塞泵的第五种有利的改进方案，在密封元件上形成用于回位弹簧的 弹簧支座，所述回位弹簧用于相对于泵缸支撑活塞。所述这样设计的弹簧支座实现了回位弹簧的一种特别节省空间的布置，其中，该 回位弹簧可以被选择成同时特别长并且直径很大。所述弹簧由此可以在结构空间小的情况 下产生大的回位力。根据本发明活塞泵的第六种有利的改进方案，将密封元件构成为具有轴向槽，所 述轴向槽朝向活塞-泵缸装置的高压区开口。在活塞泵工作时，在高压区中存在的压强可以进入朝向活塞-泵缸装置的高压区 开口的轴向槽中，并由此使所述轴向槽扩张。同时，然后密封元件的径向外侧部分，也就是 在径向外侧位于轴向槽旁边的部分，被挤压到相邻的泵缸内壁上。因此，随着在高压区中的 压强升高，密封元件也更紧地贴靠在泵缸上，并且由此改善了密封性。同时改善了在活塞上 的泄漏情况以及在泵缸中对活塞的导向情况。根据本发明活塞泵的第七种有利的改进方案，将所述密封元件朝向泵缸的一侧构 成为阶梯形。密封元件的阶梯形结构在活塞和密封元件之间形成了相对大的接触面。这个大的 接触面改善了密封元件的固定情况。所述密封元件可以特别地通过压紧在一个或多个台阶 的沿轴向延伸的侧壁上进行固定。同时，在这些侧壁上还可以产生所述密封元件相对于活 塞的对中作用。所述台阶沿径向定向的侧壁用于相对于活塞支撑密封元件，这在借助于上 文所述的回位弹簧使活塞复位时是特别有利的。根据本发明活塞泵的第八种有利的改进方案，所述密封元件包住活塞。特别地，所述密封元件包住所述活塞的一个区段被设计成特别是在活塞的台阶、 凹槽或者梯级上进行，从而使所述密封元件沿轴向借助于沿周向分段的或环形的钩爪钩在 所述活塞后面。由此实现活塞与密封元件之间的形状配合连接部，所述形状配合连接部由 于上面所提及的密封元件材料的弱弹性特性，也可以在自动化生产中容易地进行制造或者 说预装配。
此外，有利地，所述活塞由两部件构成，即朝向驱动装置的第一部件和朝向密封 元件的第二部件。这样由两部件构成的活塞的各个部件被赋予特别的功能。所述第一部件 用于将在驱动装置上产生的推力传递到第二部件上，所述第二部件本身用于确保流体特别 是制动液流入到吸入阀中。然后，活塞内部的高压区借助于密封元件被限定并相对于低压 区被密封。在这里，第二部件将所述密封元件推到泵缸中并且第二部件本身被第一部件推 动。从回位弹簧开始，通过回位推力经过密封元件和第二部件传递到第一部件上，从而实现 复位。在这里，相对于一件式活塞的情况，可以在材料选择和可能的制造方法方面，更为简 单地对各个部件进行优化。此外，有利的是将第一部件构成为实心圆柱体，将第二部件构成为空心圆柱体。构 成为实心圆柱体的第一部件能以非常低的成本制造，而且能够传递特别高的推力。有利的 是，所述第一部件由塑料制成，优选地向所述塑料添加强化纤维。所述构成为空心圆柱体 的第二部件可以有利地被构成为具有圆柱形空腔的管件。在这里，所述第二部件优选由金 属制成，并且特别地，被构造为烧结铸件或深冲件。在这样的部件中只要形成至少一个径向 孔，然后在活塞泵工作时，待吸入的流体能够通过所述径向孔从径向外侧向内朝吸入阀的 方向流动。还通过具有本发明的这类活塞泵的车辆制动系统解决上述任务，其中，能获得如 上文对于活塞泵本身已经阐述的相应的优点。
下面将通过示意性的附图对本发明解决方案的实施例进行详细阐述。附图中图1示出了依据现有技术的活塞泵的纵剖视图，图2以放大的比例示出了图1中的细节II，图3示出了依据本发明的活塞泵的第一种实施例的纵剖视图，图4以放大的比例示出了图3中的细节IV，图5示出了依据图3和图4的实施例由关闭体、弹簧元件和密封元件组成的装置 的立体图。
具体实施例方式在图1和图2中，示出了依据现有技术的活塞泵10，所述活塞泵尤其包括活塞装 置12，该活塞装置由泵缸14和可移动地支承在所述泵缸中的活塞16构成。此外，所述活塞 装置12还包括吸入阀18和排出阀20。这些阀18和20被设置成用于使活塞16在其在泵 缸14中的往复运动时，将流体经过入口 22吸到位于泵缸14内部的高压室或者说高压区M 中，并且在压力下又将这些流体经过出口沈从高压区M中输出。在这里，所述流体为制动 液。在这里，所述活塞16沿轴向借助于位于高压区M中的回位弹簧观被弹性地预 紧。参照图1，所述回位弹簧观在其左端支撑在泵缸14的端面上，并且在其右端压靠在弹 簧支座30上。所述弹簧支座30与活塞16位置固定地联接，从而使回位弹簧观相应地通 过所述弹簧支座30对所述活塞16施加压力。在所述活塞16和泵缸14之间还设置了密封元件32，通过所述密封元件32，高压区M在泵缸14中被密封。所述密封元件32构成为环形，并且在活塞16的外周面上包住 活塞。所述密封元件32借助于套在活塞16上的阀保持架或者说阀壳34位置固定地保持 在这个外周面上。在所述阀壳34上还以台肩的形式形成弹簧支座30。这样支承的密封元 件32沿径向在内部紧贴在泵缸14的内周面上，以顺着该内周面滑动并同时进行密封。所述阀壳34被构造为杯形的保持架，螺旋形的回位弹簧36位于所述保持架的内 部，所述回位弹簧压靠在球形关闭体38上。由此(在图1和图2所述的工作状态下)所述 关闭体38紧贴在构造在活塞16端面上的阀座40上。参考图1，当活塞16向右从泵缸14 中拉出时，所述关闭体38克服回位弹簧36的力从这个阀座40上被抬起。在这种运动中， 吸入阀18被开启，流体被吸入高压区24。根据图1和图2，所述密封元件32具有横截面基本上呈矩形的基体42，在所述基 体上还构造了朝向高压区M的密封唇44。图3和图4示出了依据本发明的活塞泵10。这个活塞泵同样包括活塞装置12，所 述活塞装置具有泵缸14和可在泵缸中移动的活塞16。此外，还同样地设置了吸入阀18和 排出阀20。所述活塞16通过位于高压区M中的回位弹簧观被弹性地预紧，所述回位弹簧 压靠在与活塞16位置固定地联接的依据本发明的弹簧支座46上。此外，密封元件48位于所述活塞16和泵缸14之间，所述密封元件位置固定地支 承在所述活塞16上，并且可以沿着泵缸14的内周面滑动。这个密封元件48与依据本发明 的弹簧元件50 —体形成，所述弹簧元件支承关闭体51。弹簧元件50与密封元件48的一体 式构造实现了轴向非常短且更紧凑的结构方式，所述结构方式在关闭体51在相应的阀座 40上开启和关闭时具有特别短的反应时间。在此，所述密封元件48还通过紧靠在弹簧支座46上的回位弹簧观被预紧。此外， 在弹簧支座46上还为回位弹簧观提供了径向非常宽的支撑面。如在图4中可以看出，所述密封元件48被构成为具有朝高压区M的方向开口的 轴向槽52。相应地，位于高压区M中且处于压力下的流体也到达这个轴向槽52中。所述 轴向槽52在其两个内部的相互对置的侧面或者说侧壁讨和56上被这些流体相互压开。特 别的是，在密封元件48的也可以被称为密封唇的位于轴向槽52的径向外侧的唇形部分或 者说区段58被沿径向向外挤压并由此被压靠在泵缸14的内周面上。由此，在高压区M中 的压强升高时，密封元件48的这个区段58也更紧地贴靠在泵缸14上并且因此在那里更好 地进行密封。此外，改善了在泵缸14中对活塞16的导向。在图3中所示出的实施例中，所述活塞16由两部件构成，即由第一部件60和第二 部件62构成。所述第一部件60是实心圆柱形的棒状形成物，所述棒状形成物由塑料注塑 而成并且被特别调整成使其能够将偏心轮驱动装置(未示出)的轴向推力传递到第二部件 62上，并由此传递到密封元件48上。所述第二部件62是空心圆柱形的烧结铸件，所述烧结 铸件在其两端各具有一个台肩或者说台阶64和66。所述台阶64在径向外侧包住第一部件 60的端部区域，其中第一部件60通过过盈配合以传力连接方式固定在台阶64的内部。台 阶66与密封元件48相邻并且在径向外侧被所述密封元件沿轴向包住。在此，密封元件48 的构成其核心部分的区段68在径向外侧贴靠在台阶66上，并且与所述台阶构成过盈配合。 密封元件48的完全位于径向外侧的另一区段70，作为一种臂部或者说套筒完全地包住第 二部件62的台阶66。在这个区段70的周边上形成多个钩爪72，所述钩爪钩在台阶66的径向外侧区域后面并且以这种方式与第二部件62在轴向产生形状配合连接。在图4和图5中进一步示出了由密封元件48、弹簧元件50和关闭体51构成的一 体式单元。弹簧元件50首先以板簧形式通过第一区段74沿轴向背离所述活塞16地从基本 上呈环形的密封元件48伸出。第二区段76紧接在所述第一区段74上，所述第二区段基本 上沿径向延伸，其中，在所示的实施例中，所述第二区段略微倾斜地沿径向延伸。关闭体51保持在所述第二区段76上，所述关闭体基本上呈半球形，并且具有朝阀 座40拱起的表面78。在相对的一侧，关闭体51被构成为具有基本上为平的边界面80，凹 部82位于所述边界面的中央。
权利要求
1.一种活塞泵(10)，所述活塞泵具有活塞(16)、将所述活塞(16)沿径向相对于泵缸 (14)密封的密封元件(32 ；48)以及设置在活塞(16)上的吸入阀(18)，所述吸入阀具有关 闭体(38 ；51)，其特征在于，所述关闭体(51)通过与所述密封元件(48)构成一体的弹簧元 件(50)支承。
2.按照权利要求1所述的活塞泵，其特征在于，所述弹簧元件(50)为板簧，特别是具有 起始于密封元件(48)的沿轴向定向的第一区段(74)以及与所述第一区段相接的基本上沿 径向定向的第二区段(76)。
3.按照权利要求1或2所述的活塞泵，其特征在于，所述关闭体(51)基本上呈半球形， 其中，特别是半球形的拱起的一侧(78)朝向属于活塞(16)的阀座(40)。
4.按照权利要求3所述的活塞泵，其特征在于，半球形的基本上为平的一侧(80)具有 中央凹部(82)。
5.按照权利要求1至4中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，所述密封元件(48)和 弹簧元件(50)以及关闭体(51) —体地由塑料制成。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，在所述密封元件(48) 上形成用于回位弹簧(28)的弹簧支座(46)，所述回位弹簧相对于所述泵缸(14)支撑所述 活塞(16)。
7.按照权利要求1至6中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，所述密封元件(48)具 有轴向槽(52)，所述轴向槽朝向活塞-泵缸装置(16，14)的高压区(24)开口。
8.按照权利要求1至7中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，所述密封元件(48)在 其朝向活塞(16)的一侧为阶梯形(66)。
9.按照权利要求1至8中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，所述密封元件(48)包 住所述活塞(16)。
10.一种车辆制动系统，其特征在于，所述车辆制动系统具有如前述权利要求中任意一 项所述的活塞泵(10)。
全文摘要
本发明涉及一种活塞泵(10)和具有这种活塞泵的车辆制动系统。所述活塞泵具有活塞(16)、将所述活塞(16)沿径向相对于泵缸(14)密封的密封元件(32；48)以及设置在活塞(16)上的吸入阀(18)，所述吸入阀被构造为具有关闭体(38；51)。在所述活塞泵中，依据本发明，所述关闭体(51)通过与密封元件(48)构成一体的弹簧元件(50)支承。
文档编号F04B53/02GK102094807SQ20101058430
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月7日 优先权日2009年12月9日
发明者H·雅恩, M·尤雷特科 申请人:罗伯特·博世有限公司