专利名称：活塞导向元件，特别是液压活塞泵的活塞导向 元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞导向元件，特别是液压活塞泵的活塞导向元件，该活塞导向元件用于对可在缸体内移动的活塞进行导向，在该活塞的外周面上设置有低压侧的密封环以密封偏心轮室。此外，本发明还涉及一种具有缸体-活塞单元的组件单元、一种用于制造活塞泵的方法、一种活塞泵以及一种车辆制动系统。
背景技术：
用于对在缸体内可移动地支承的活塞进行导向和支撑的液压活塞泵的活塞导向元件通常沿轴向贴靠在泵壳体上，更确切地说位于泵壳体的内壁与活塞的外壁之间。在制造活塞泵时，活塞导向元件通常在低压侧作为单独的部件被压在壳体与活塞之间。这种压入的导向环位置固定地贴靠在泵壳体的内壁上，并在泵工作时在活塞的外壁上滑动。用于在活塞的低压侧与偏心轮室之间密封的环形密封元件通常同样地沿轴向贴靠在活塞的外壁与泵壳体的内壁之间。通常而言，密封元件被定位在活塞与泵壳体之间，使得所述密封元件以一个端侧与过滤网邻接，而以另一端侧与导向环相邻地设置，流体经过所述过滤网被引导到活塞泵中。这种密封元件的目的在于，使液压流体的所谓的牵引泄漏在最大程度上最小化，所述牵引泄漏是由于活塞与密封元件之间的相对运动而产生的。在装配活塞泵期间，位于外部的密封环首先被压在活塞上，随后与活塞-缸体单元一起被装入泵壳体中。在装入泵壳体期间特别是由于泵壳体中的横向孔的相对锋利的棱边而存在密封环受损的危险。DE 101 23 038 Al描述了一种用于沿径向对车辆液压制动装置的活塞泵的活塞进行导向的导向环装置。该导向环装置设置在活塞的偏心轮侧的端部区域中。在此处，由特别是可塑性变形的塑料制成的导向环设置在构成环形座的槽中，该槽位于设置在导向环的压力侧上的密封环附近。导向环的远离压力侧的端侧和所属的槽侧面构造为锥形。在密封环受压力作用时，锥形的端侧使导向环的直径变小并由此使得导向环的导向间隙自动变小。即使在导向环磨损时，也能长期避免活塞与导向环之间的间隙，并且以此方式可以在被施以高压时防止密封环挤压到这种间隙中。由DE 10 2006 036 442 Al已知一种用于在泵的活塞上进行密封的密封及导向装置。该密封及导向装置包括导向环、支撑环和密封元件，其中支撑环设置在密封元件与导向环之间。所述密封及导向装置应在密封使用寿命高的情况下提供良好的密封性，因为在泵工作时，密封元件被压在并非处于平面的区域上，由此在支撑环上施加沿径向向内的力。因此防止密封元件被压入支撑环与活塞之间的区域中，这会导致密封元件受损并导致泄漏。此外，DE 102 40 052 Al描述了一种特别是用于圆柱形泵元件的密封及导向装置。所述装置包括由弹性材料制成的密封元件和由基本上非弹性的材料制成的导向元件， 其中密封元件以传力配合和/或形状配合的方式与导向元件固定连接，使得密封元件和导向元件构造为整个的组件。需要的是，避免在液压活塞泵的组装期间密封环受损并确保一个简化的制造过
发明内容
根据本发明，提供一种活塞导向元件特别是液压活塞泵的活塞导向元件，该活塞导向元件为了对可在泵壳体内移动的且外周面上设置有低压侧密封元件的活塞进行导向， 在一侧贴靠在泵壳体的内周面上，而在另一侧被可移动地支承在活塞的外周面上，该活塞导向元件以一个区段在低压侧密封元件的面向泵壳体的内周面的一侧将该低压侧密封元
件覆盖。更具体地，活塞导向元件以其外周面贴靠在泵壳体的内周面上，并且以其内周面贴靠在活塞的外周面上。在此，活塞导向元件以其内周面的一个区段相对于泵壳体的内周面将低压侧密封元件覆盖。液压活塞泵包括泵壳体以及包括缸体和活塞的缸体-活塞单元，该缸体-活塞单元容纳在泵壳体中的孔内。活塞被可移进和移出地支承在缸体中，该缸体至少部分覆盖孔。泵壳体的孔，即内腔由内周面限定。在泵壳体的内周面与活塞的外周面之间设置有根据本发明的活塞导向元件，该活塞导向元件在从缸体移进和移出的期间(在所谓的泵送运动期间)对活塞进行支撑并导向或者说支承。活塞导向元件具有内周面和外周面，其中外周面贴靠在泵壳体的内周面上，而内周面可移动地支承在活塞的外周面上。在活塞从缸体或泵壳体移出时，在位于缸体内的压力区域中形成负压并且活塞通过吸入阀将流体吸入到压力区域中。流体在此处应理解为气体或液压液，例如基于矿物油或乙二醇的液压液。在移入缸体中时，活塞通过排出阀将流体从压力区域压入用于执行工作的液压系统中。压力区域优选地借助于密封元件基本上相对于所谓的低压区域流体密封地被密封。在低压区域与容纳驱动活塞的偏心轮的偏心轮室之间设置有低压侧密封元件，该密封元件基本上流体密封地将偏心轮室密封。该低压侧密封元件以密封面贴靠在活塞的外周面上并优选地被构造为密封环，特别是被构造作为0形环。根据本发明，活塞导向元件以其内周面的一个区段相对于泵壳体的内周面将低压侧密封元件覆盖。即，活塞导向元件通过其内周面的一个确定的区段包围可移动地支承在活塞外周面上的低压侧密封元件，并且在活塞泵工作时以其内周面的另一区段在活塞的外周面上往复滑动。本发明的一个优点在于，特别是在活塞泵的安装期间通过活塞导向元件来保护低压侧密封元件免受损伤。密封元件在压装过程期间特别是不再会由于泵壳体中的横向孔的锋利棱边而受到损伤。通过优选使用高强度的材料，根据本发明的活塞导向元件优选被构造地十分耐磨，特别是强度很高。因此，提供了最优的耐磨保护；即确保了在缸体中耐磨的活塞导向。 因此，有利的是提供一种活塞导向元件，其特别是可以用在需要活塞导向元件具有较长的使用寿命或耐用度的液压活塞泵中。活塞导向元件有利地在其内周面具有平台形的留空部，低压侧密封元件被容纳在该留空部中。
平台形的留空部优选地被设计为阶梯形并且与低压侧密封元件相匹配，使得在装配缸体-活塞单元时，活塞导向元件将密封元件压在活塞的外周面上。由于施加在密封元件上的压力，基本上防止了流体在低压区域与偏心轮室之间的泄漏。此外，留空部还可以被构造成，使得活塞导向元件在靠近偏心轮室的一侧支撑密封元件而在对置的一侧压在缸体的端面上或压在过滤装置的端面上。此外，活塞导向元件优选地被位置固定地保持在液压活塞泵的缸体上。在此，活塞导向元件以朝向压力区域的端部位置固定地保持在缸体上并且包围设置在活塞外周面上的低压侧密封环。活塞导向元件以其另一端部可移动地放在活塞的外周面上。活塞被支撑且被导向，进而被保持在期望的定位中。位置固定的保持或位置固定的保持结构应被理解为缸体与活塞导向元件之间的传力连接或形状配合连接。活塞导向元件和缸体通过这种方式特别地在活塞泵的装配期间以及其工作期间保持彼此连接。在此处，活塞导向元件优选被压在缸体上，但也可以被粘接或以其它方式位置固定地与缸体连接。有利的是，缸体-活塞单元与活塞导向元件构成一个单元，即一个整体组件，该整体组件可以作为一个单元被供给泵壳体并且可以与泵壳体压紧或被压入在泵壳体中。为了与泵壳体压紧，活塞导向元件优选在其朝向偏心轮室的端面上具有台阶或凸台。因此，所述泵元件连同活塞导向元件可以作为一个单独的组件进行操作。在装配活塞泵时可以省去额外的用于活塞导向元件的供给阶段或压紧阶段，这使得制造过程中的成本减少。在此处，活塞导向元件优选地位置固定地被保持在缸体的延长部的端部区段上。 这种缸体包括延长的区段，即它是延长的泵缸体。优选地该延长区段设有多个横向孔，这些横向孔提供了一个用于将流体导入到压力区域中的过滤器。这些孔可以特别地借助于所谓的激光钻孔形成。活塞导向元件以其一个端部位置固定地保持在所述延长部的端部区段上。特别的是，所述缸体区段不具有孔，并且活塞导向元件压在该端部区段的外周面上。低压侧密封元件在此被保持在端部区段的朝向偏心轮室的端面与活塞导向元件之间。活塞导向元件也优选地位置固定地被保持在液压活塞泵的过滤元件上，特别是被压在此处。过滤元件优选地被构造为具有特别是喷注成型的金属过滤网的插入件。该插入件被位置固定地保持在缸体上并且以过滤网覆盖活塞中的横向孔，该横向孔用于将流体输送到吸入阀中。活塞导向元件特别地以其一个端部压在插入件的一个端部区段上，优选压在该端部区段的外周面上。在此处，低压侧密封元件被保持在插入件端部区段的朝向偏心轮室的端面与活塞导向元件之间。活塞导向元件以其另一端部可移动地安装在活塞的外周面上并在活塞泵的工作期间对活塞进行导向。 此外，活塞导向元件优选是由塑料成型的注塑成型件。这种活塞导向元件被制造为单件式，优选地由高强度的塑料制造。由此可低成本地生产该活塞导向元件并且在缸体-活塞单元的制造过程中能够简单地将其与其它部件装配。此外，根据本发明提供一种具有缸体-活塞单元和根据本发明的活塞导向元件的
这种根据本发明的组件是由缸体-活塞单元和依据前面所述特征的依据本发明的活塞导向元件构成的单元。所述组件可以作为这种单元被整体地供给到泵壳体中且被压到泵壳体中。在此处省去了用于活塞导向元件的供给阶段和单独的压紧阶段。活塞导向元件而是借助于组件的压入过程直接被压入泵壳体中。由此提供了特别地具有被压上的活塞导向元件的泵元件，其能够以特别简单的类型和方式与泵壳体压紧在一起形成液压活塞泵。在此处，有利的是，活塞导向元件覆盖或包围低压侧密封元件，从而在活塞泵的组装期间使密封元件不会由于可能的棱边而受到损坏并得到保护。此外，根据本发明提供一种用于制造活塞泵的方法，具有以下步骤-准备泵壳体，-准备缸体-活塞单元，该缸体-活塞单元具有设置在活塞的外周面上的低压侧密封元件，-准备依据本发明的活塞导向元件，该活塞导向元件用于在泵壳体中对活塞进行导向，-将活塞导向元件位置固定地保持在缸体-活塞单元上以形成一个组件，使得活塞导向元件以其内周面的一个区段相对于泵壳体的内周面将低压侧密封元件覆盖，以及
-将组件和泵壳体装配成活塞泵。首先准备泵壳体、缸体-活塞单元和根据本发明的活塞导向元件。缸体-活塞单元包括可移动地支承在活塞中的缸体。低压侧密封环被压在活塞的外周面上以密封偏心轮室的低压侧。由此，根据本发明的活塞导向元件位置固定地保持在缸体-活塞单元上，优选地是被压在缸体的端部区段上或压在缸体-活塞单元的过滤元件的端部区段上。在此处，活塞导向元件以其内周面的一个区段包围低压侧密封元件或覆盖低压侧密封元件，以另一区段可移动地置放在活塞的外周面上。由此，缸体-活塞单元与活塞导向元件构成一个可以作为一个组件进行操作的组件。所述组件与泵壳体被压装成活塞泵，优选压装成液压活塞泵。在此有利的是，密封元件被保护免于由于泵壳体中的横向孔的可能的锋利棱边而受到损伤。根据本发明的方法省去了用于活塞导向元件的供给阶段和额外的压入阶段。活塞导向元件通过上述组件的压入过程直接被压入到泵壳体中。此外，根据本发明的目的通过具有可在泵壳体中移动的活塞和根据本发明的活塞导向元件的活塞泵实现。根据本发明的活塞泵以有利的方式装配有根据上述特征和优点的活塞导向元件。 这种活塞泵一方面由于通过活塞导向元件的覆盖确保了低压侧密封元件在活塞泵装配期间不会受到损伤。另一方面缸体-活塞单元特别地与活塞导向元件构成一个组件，该组件单元与泵壳体压紧。在此处省去了供给和一个单独的活塞导向元件与泵壳体的压紧步骤， 由此降低了生产成本。最后，提供了一种具有根据本发明的活塞泵的车辆制动系统。根据本发明的车辆制动系统包括活塞泵，优选是液压活塞泵，该活塞泵具有根据前面所述特征和优点的根据本发明的活塞导向元件。这种车辆制动系统可以是例如防抱死系统(ABS)、驱动防滑控制系统 (TCS-traction control system)、电子稳定程序(ESP)或电液制动系统(EHB)。在这些制动系统中特别有利的是，活塞泵在使用寿命或耐用度较长的情况下提供了制动系统的最优功能。根据本发明确保了，低压侧密封元件不会受到根据现有技术在活塞泵的装配过程中会出现的损伤。
下面参照附图详细描述根据本发明的解决方案的实施例。在附图中图1示出了具有根据现有技术的活塞导向元件的液压活塞泵的横剖视图，图2以局部立体图示出了具有根据本发明的活塞导向元件的第一实施例的液压
活塞泵，图3示出了根据图2的液压活塞泵的横剖视图III-III，图4以局部立体图示出了具有根据本发明的活塞导向元件第二实施例的液压活塞泵，以及图5示出了根据图4的液压活塞泵的横剖视图V-V。
具体实施例方式图1示出了具有作为根据现有技术的活塞导向元件的低压侧导向环12的液压活
塞泵10。活塞泵10包括泵壳体14，在该泵壳体中容纳有缸体-活塞单元15。在该缸体-活塞单元15中设有可在缸体17中沿纵向轴移动的活塞16。在活塞泵10工作时，活塞16由旋转的偏心轮18驱动，该偏心轮设置在偏心轮室20中。偏心轮18在此处以其外周贴靠在活塞16的端面22上并且使得活塞16从缸体17中移进或移出。活塞16分配有一个吸入阀对。吸入阀M设置在阀壳体沈中，该阀壳体被夹紧在保持件28上。该吸入阀M被设计用于，借助于活塞16的往复运动通过吸入装置30将流体吸入缸体17内部的压力区域32中，并经由排出口 34通过排出阀36在压力下将流体从压力区域32输送到用于进行工作的液压系统中。在本发明中，流体为制动液。阀壳体沈被设计为斗状作为保持架，螺旋状的复位弹簧38位于其内部，该复位弹簧压靠在球状的关闭体40上。由此，该关闭体40贴靠在阀座42上，该阀座被构造在活塞 16的另一端面上。活塞16沿纵向借助于设置在压力区域32中的复位弹簧44弹性地预紧。参照图 1，复位弹簧44以其左端部支撑在缸体17的端面上，而以其右端部压靠在弹簧座46上，该弹簧座被构造为阀壳体26的一部分。因此，弹簧座46与活塞16位置固定地联接，使得复位弹簧44相应地通过弹簧座46压靠在活塞16上。如果活塞16借助复位弹簧44向右(参照图1)从缸体17中被压出，则由于在壳体14中产生了负压，吸入阀M的关闭体40克服螺旋形复位弹簧38的力从阀座42被抬起。在活塞16这样运动时，吸入阀M被打开并且流体通过吸入装置30被吸入到压力区域 32中。
如果活塞16借助于偏心轮18被向左(参照图1)压入缸体17中，则吸入阀M关闭，排出阀36打开并且流体从压力区域32被输送到液压系统中用于进行工作。在活塞16与缸体17之间设置有环形的密封元件48，压力区域32借助于该密封元件相对于低压侧50密封。该密封元件48被压在活塞16上并且沿轴向贴靠在活塞16的外周面52上。通过使阀壳体沈以形状配合连接的方式及传力连接的方式接合在密封元件 48中，密封元件48借助于夹紧在保持件观上的阀壳体沈被保持在所述外周面52上。在低压侧50设置有位于泵壳体14的内周面56与活塞16的外周面52之间的低压侧密封环M以及支撑环55。低压侧密封元件M基本上流体密封地将偏心轮室20密封。在支撑环55与偏心轮室20之间压入由合适的塑料制成的导向环12。从横截面看，导向环12被构造为L形，并且以侧边58沿轴向贴靠在泵壳体14的内周面56上而以另一侧边60接合到壳体14的凹部中，并且以此方式形状配合连接地夹持在泵壳体14上。活塞16在从泵壳体14中移进和移出的期间通过导向环12被导向和支承。在此处，活塞16 以其外周面52滑过导向环12。在图2和图3中部分地示出了在图1中所示的液压活塞泵10。在这里设有根据本发明的活塞导向元件62，以代替导向环12。活塞导向元件62是由塑料成型的注塑件。液压活塞泵10被集成在车辆制动系统中。活塞导向元件62具有内周面64和外周面66。外周面66位置固定地贴靠在泵壳体14的内周面56上。活塞导向元件62的内周面64具有平台形的留空部68，在所述留空部中容纳有0 形环M形式的低压侧密封元件M以及支撑环55。因此，活塞导向元件62以其内周面64 的一个区段70相对于泵壳体14的内周面56将低压侧密封元件M以及支撑环55覆盖。留空部68被构造成，使活塞导向元件62将密封元件M和支撑环55压在活塞16的外周面52 上。由于施加在密封元件M上的压力，密封元件M基本上流体密封地将低压区域50相对于偏心轮20密封。活塞导向元件62的内周面64的另一区段72朝向偏心轮室20可移动地放置在活塞16的外周面52上。在液压活塞泵10工作期间，活塞导向元件62对在泵壳体14中移进和移出的活塞16进行支撑和导向。根据图2和图3，活塞导向元件62被位置固定地保持在缸体-活塞单元15的缸体 17上，即直接被压紧在那里。在这里，缸体17具有延长部74，在所述延长部中通过激光钻孔工艺构成有多个横向孔76。这些横向孔构成一个过滤器78，该过滤器沿流体的流动方向位于流体吸入装置30之前。活塞导向元件62以其一个端部80，更确切地说以内周面64，压在缸体延长部74 的未由横向孔贯穿的端部区段82的外周面上。密封元件M和支撑环55在此处保持在延长的缸体17的端面与被压上的活塞导向元件62之间。通过将低压侧密封元件M压靠在活塞16的外周面52上，从而通过缸体17 (即缸体的延长部74)与活塞导向元件62之间的压配合防止了流体在低压区域50与偏心轮室20之间的泄漏。因此，缸体-活塞单元15与活塞导向元件62构成一个单元，即一个可以作为一个单元进行操作的整体组件84。所述组件84被供给泵壳体14，在该泵壳体中被插入在盲孔中并且在此处被压在构造在面向偏心轮室20的端侧上的凸台92上。因此在装配活塞泵10时，可以省去用于活塞导向元件62的单独的供给阶段，这使得制造过程中的成本下降。此外，在将组件84引入到泵壳体14中时，低压侧密封元件M不会例如由于壳体14中的横向孔的锋利棱边而受损，因为密封元件M借助于活塞导向元件62被覆盖并受到保护。在图4和图5中，活塞导向元件62并非压在缸体17的延长部74上，而是压在过滤元件86上，该过滤元件以插入件86的形式设有集成的、即喷注成型的金属过滤网88。该过滤元件86沿流体的流动方向被设置在流体吸入装置30之前并且保持在缸体17的外周面上。活塞导向元件62在此处以其一个端部80，更确切地说是以内周面64压在端部区段90上，即压在该端部区段90的外周面上。密封元件M和支撑环55被保持在过滤元件 86的端面与被压上的活塞导向元件62之间。通过将低压侧密封元件M压靠在活塞16的外周面52上，从而通过在过滤元件86与活塞导向元件62之间的压配合防止了低压区域50 与偏心轮室20之间的泄漏。最后，应注意的是，在申请文件中、特别是在从属权利要求中所述的所有特征应单独地或以任意组合的方式独立地受到保护，即使它们形式上引用一个或多个确定的权利要求。
权利要求
1.一种活塞导向元件(62)，特别是液压活塞泵(10)的活塞导向元件(62)，所述活塞导向元件为了对能在泵壳体(14)内移动且其外周面(5 上设置有低压侧密封元件(54)的活塞(16)进行导向，在一侧贴靠在所述泵壳体(14)的内周面(56)上，而在另一侧能移动地支承在所述活塞(16)的外周面(5 上，其特征在于，所述活塞导向元件(6 以一个区段(70)在低压侧密封元件(54)的面向所述泵壳体(14)的内周面(56)的一侧将所述低压侧密封元件覆盖。
2.按照权利要求1所述的活塞导向元件(62)，其特征在于，所述活塞导向元件(62)在其内周面(64)上具有平台形的留空部(68)，所述低压侧密封元件(54)被容纳在所述留空部中。
3.按照权利要求1或2所述的活塞导向元件(62)，其特征在于，所述活塞导向元件 (62)被位置固定地保持在所述液压活塞泵(10)的缸体(17)上。
4.按照权利要求3所述的活塞导向元件(62)，其特征在于，所述活塞导向元件(62)设有用于压在所述泵壳体(14)中的凸台(92)。
5.按照前述权利要求1至4中任一项所述的活塞导向元件(62)，其特征在于，所述活塞导向元件(6 被位置固定地保持在所述液压活塞泵的过滤元件(86)上。
6.按照前述权利要求中任一项所述的活塞导向元件(62)，其特征在于，所述活塞导向元件(6 是由塑料成型的注塑件。
7.—种组件(84)，所述组件包括具有按照前述权利要求1至6中任一项所述活塞导向元件(62)的缸体-活塞单元(15)。
8.一种用于制造活塞泵(10)的方法，具有以下步骤-准备泵壳体(14)，-准备缸体-活塞单元(15)，该缸体-活塞单元具有设置在活塞(16)的外周面(52) 上的低压侧密封元件(54)，-准备按照前述权利要求1至6中任一项所述的用于在泵壳体(14)中对所述活塞(16) 进行导向的活塞导向元件(62)，-将所述活塞导向元件(6 位置固定地保持在所述缸体-活塞单元(1 上并形成一个组件(84)，使得所述活塞导向元件㈩幻以其内周面(64)的一个区段(70)相对于所述泵壳体(14)的内周面(56)将所述低压侧密封元件(54)覆盖，以及-将所述组件(84)和所述泵壳体(14)装配成活塞泵(10)。
9.一种活塞泵(10)，所述活塞泵具有能在泵壳体(14)中移动的活塞(16)和按照前述权利要求1至6中任一项所述的活塞导向元件(62)。
10.一种车辆制动系统，所述车辆制动系统具有按照权利要求9所述的活塞泵(10)。
全文摘要
本发明涉及一种活塞导向元件(62)，特别是液压活塞泵(10)的活塞导向元件(62)，该活塞导向元件为了对能在泵壳体(14)内移动且在其外周面(52)上设置有低压侧密封元件(54)的活塞(16)进行导向，在一侧贴靠在泵壳体(14)的内周面(56)上，而在另一侧能移动地支承在活塞(16)的外周面(52)上，根据本发明，所述活塞导向元件(62)以一个区段(70)在低压侧密封元件(54)的面向所述泵壳体(14)的内周面(56)的一侧将所述低压侧密封元件覆盖。
文档编号F04B53/02GK102410208SQ20111025977
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年9月2日
发明者A·舒比肖, O·格特纳 申请人:罗伯特·博世有限公司