专利名称：用于活塞泵的密封环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的用于活塞泵的密封环，以及一种根据独立权利要求7的前序部分所述的活塞泵。
背景技术：
例如，在文献DE 101 16 658 Al中描述了一种具有密封环的活塞泵，该密封环设置用于动态密封活塞泵的在活塞壳体中被导引的活塞，其中，该密封环设置在活塞的构造成工作面的外圆周上。该密封环包括环形的、具有大致呈矩形的横截面的主体以及四个成形在该主体角部上的环绕的密封唇，在这些密封唇之间构成有环绕的槽。由文献DE 10 2004 010 498 Al已知一种密封活塞泵的活塞的、由弹性体材料构成的密封环。该密封环包括环形的、具有大致呈矩形的横截面的主体以及四个成形在该主体角部上的密封唇，在这些密封唇之间设有槽。为了改善耐久性特性，该密封环具有涂层。
发明内容
与此相对，本发明的具有独立权利要求1的特征的密封环的优点在于，在安装时通过密封环的变形从初始角度到达限定的角度。由此以有利的方式提供一种密封环，通过使密封环在安装状态下才获得其与功能相关的形状，而使密封环具有增强的密封效果以及增加的使用寿命。以有利的方式提供一种密封环，其可以进行不具方向性的装配或者说在装配时不必定向，从而实现密封环的简单且低成本的装配。此外，这说明，可以省去单独的识别过程。因此能够可靠避免误装配的危险以及随后导致的整体设备的故障，其中，在误装配中接着会产生大量的泄漏，而该泄漏在活塞泵的运行过程中不会被检测到。特别是，结构空间设计可以这样在活塞壳体或导向环中实现，即，使密封环可通过其断面的变形固定在非对称位置，由此可以实现非对称密封环的功能。由此相比于非对称密封环的制造还具有较低的工具成本，这是因为对称部件的制造是低成本的。以有利的方式，密封环包括位于外横截面中或者说在其外周面上的槽，以在较高的压力下支持对密封唇的压紧。通过在从属权利要求中描述的措施和改进方案实现了对在独立权利要求1中提供的密封环的有利改进。在本发明的设计方案中，密封环在装配时发生围绕其断面中心的扭转。因此以有利的方式使密封环只有在装配状态下才获得其与功能相关的形状。优选地，密封环的断面的扭转在19°和22°之间。在本发明的设计方案中，密封环具有两个在内周面上环绕的槽，这两个槽形成有两个唇部，在这两个唇部之间成形有密封唇。特别有利的是，密封唇在径向方向上突出于所述唇部。该设计方案实现了，以有利的方式使唇部即使在高压力的情况下也能够保持与活塞泵的相邻构件远离，也就是说，既不接触工作面、也没有产生缝隙挤出的危险。此外，活塞泵的结构可以保持不变，这是因为在活塞泵中存在的结构空间无困难地允许密封环的几何结构在径向方向上的变化。
优选地，密封唇具有在O.1mm和O. 4mm之间的半径。由此以有利的方式实现了密封环的简单且低成本的制造。本发明的活塞泵的主要优点在于，密封环通过至少三个接触面设置在于所述活塞泵的两个构件之间延伸的槽中。以有利的方式，在活塞泵装配之后或在密封环安装之后，实现密封环在槽内部的可靠定位。通过密封环的位置稳定性，使所希望的动态密封功能在活塞泵的运行过程中获得持久保持，并且使密封环在运行过程中承受在活塞泵中产生的压力。在本发明的活塞泵的设计方案中，密封环的第一侧边部沿轴向受到较大的压力作用，而所述密封环的第二侧边部沿轴向受到较小的压力作用。以有利的方式，密封环可靠地支承在槽中，液压仅以更小的程度对密封环加载，从而使本发明的密封环能够可靠地实现其密封功能。据此以有利的方式增加了本发明的密封环的使用寿命，由此可以延长维修间隔，或者说使由于密封环失效导致活塞泵的停机时间最小化。 在本发明的活塞泵的另一设计方案中，第一侧边部与活塞的工作面之间的限定的角度在16°和18°之间；第二侧边部与活塞的该工作面之间的限定的角度在59°和61°之间。这样实施的密封环可以更好地承受高液压。由此，密封环的使用寿命变长，进而本发明的活塞泵的使用寿命变长，并且进一步使由于密封环失效导致活塞泵的停机时间最小化。
本发明的有利的实施方式在附图中示出并在下文进行说明。附图中，相同的附图标记表示功能相同或相似的组件或元件。图1示出了具有过滤器和导向环的活塞泵在过滤器与导向环组合在一起之前的局部示意图，其中，在这两个构件之间构造有槽，在槽中嵌入采用本发明的第一实施方式的密封环。图2示出了图1的活塞泵的剖视图。图3示出了图2的本发明密封环的剖视图的细部，该密封环具有密封唇，该密封唇的侧边部与活塞的工作面形成初始角度。图4示出了活塞泵在过滤器与导向环组合在一起之后的局部示意图，其中本发明的密封环处于安装状态。图5示出了图4的活塞泵的剖视图。图6示出了图5的本发明密封环的剖视图的细部，该密封环具有密封唇，该密封唇的侧边部与活塞的工作面形成限定的目标角度，该限定的目标角度在安装时通过密封环的变形而达到。图7示出了采用本发明的第二实施方式的密封环的剖视图，该密封环构造有两个在其内周面上环绕的槽，在这两个槽之间成形有密封唇。图8示出了图7的本发明密封环的剖视图的细部。
具体实施例方式
诸如使在泵送待供给流体时运动的泵活塞或者说被移动的泵活塞密封的固定构件(例如密封环)的各种泵部件，通常承受加剧的磨损。这样的磨损一般情况下与受到压力或者说表面压力作用的表面区域有关。例如，由于振动、横向力和摩擦使泵活塞磨损相对较大，其中通常还可能在密封环上产生缝隙挤出、在导向环上或偏心轮轴上产生磨损。通过在偏心轮和泵活塞之间的支承位置，例如使泵的驱动装置的旋转运动转换成往复直线运动，以产生压力，由此会在支承位置中产生磨损载荷。因此，必须防止泵活塞和密封环受到加剧的磨损，以能够维持它们的泵送功能和密封功能。图1至图6分别示出了活塞泵12的局部，该活塞泵例如用作车辆的液压泵送系统的供给泵或回油泵。因为这类活塞泵在结构和功能方面是已知的，所以附图和说明书仅限制在活塞泵12的与发明相关的部分上，以清楚示出本发明。活塞泵12包括具有过滤器50a和导向环52a的活塞壳体14，在该活塞壳体中设置有活塞16a，该活塞轴向可移动地容纳在阶梯形的活塞孔54a中。为了实现在活塞壳体14a中被导引的活塞16a的动态密封，在活塞孔54a的环形台阶中嵌入密封环10a、10b，其中，密封环10a、10b设置在活塞16a的构造成工作面18a、18b的外圆周上。图1至图6不出了米用第一实施方式的本发明的密封环10a。图7和图8示出了示出了采用第二实施方式的本发明的密封环10b。管状的、包围住活塞16a的、嵌入在活塞孔54a中的过滤器50a与导向环52a —起通过以下方式将密封环10a、10b轴向固定在活塞孔54a中，S卩，在两个·构件50a、52a之间构造有一个槽24a，密封环10a、IOb插入到该槽中。密封环10a、10b包括环形的主体20a、20b，在主体的外周面22a、22b上形成至少一个环绕的槽24a、24b，而在主体的内周面26a、26b上成形有至少一个环绕的密封唇28a、28b。在密封环10a、10b的安装状态下，密封唇28a、28b的侧边部30a、30b、31a、31b与工作面18a、18b分别形成限定的角度i3la、β23θ在所示的实施例中，第一侧边部30a、30b沿轴向受到较大的压力作用，而第二侧边部31a、31b沿轴向受到较小的压力作用。密封唇28a、28b优选地构造在内周面26a、26b上的中间位置，并优选具有至少为
O.1mm的半径R，其中，也可以考虑较大的半径，例如R = O. 225_及更大。如已经提及，密封环10a、10b设置在活塞泵12a的活塞孔54a的环形台阶中，该环形台阶实施为在活塞壳体14a中延伸的槽24a，活塞泵在一侧沿轴向地受到液压作用。以有利的方式，密封环10a、10b动态密封活塞16a，该活塞在密封环10a、10b的内径中执行往复直线运动。为了增强密封环10a、10b的密封效果，根据本发明，在安装过程中通过密封环IOaUOb的变形从初始角度a la、a 2a、a lb、a 2b到达限定的角度β la、β 2a。为此,使密封环10a、10b在装配时发生围绕其断面中心的扭转Ya、Ybo优选地，密封环10a、10b的断面的扭转Ya、八在19。和22。之间。密封唇28a、28b的侧边部30a、30b、31a、31b相对于工作面18a、18b的初始角度a la、a 2a、a lb、a 2b大约为38. 75°。在此优选允许公差最大为3°到5°。在中间，密封环10a、IOb的接触面42a、44a、46a、48a具有角度β la、β 2a。如果密封环10a、IOb受到压缩，则规定，密封环10a、10b以横截面的中心为旋转点以角度β la、β 2a发生扭转。通过该扭转，同样使密封唇28a、28b扭转，由此，使密封唇侧边部30a、30b、31a、31b在空气侧或者说低压侧具有16°和18°之间的、理想地为17. 5°的角度，在液体侧或者说高压侧具有59°和61°之间的、理想地为60°的角度。在装配时，密封环IOa以优选21°进行其断面扭转Y a。由此，在流体侧或高压侧于第二侧边部31a和工作面18a之间的a2a从图3的约38°变成图6的约60°。同时，在空气侧或低压侧于第一侧边部30a和工作面18a之间的a la从图3的约38°变成图6的约18°。图3示出了在装配过滤器50a和导向环52a之前的密封环IOa连同安装空间。在图5和图6的安装状态下，密封环IOa的各个接触面42a、44a、46a、48a分别相互平行地贴靠在过滤器50a的相应的表面43a、45a以及导向环52a的相应的表面47a、49a上。通过在外横截面中或者说在外周面22a、22b上的槽24a、24b，使密封环10a、IOb的横截面的刚性起弹性作用，使得一旦横截面被压缩，就使内部的密封唇28a、28b压靠在工作面18a、18b上。图7和图8示出了第二实施方式的密封环10b，该密封环具有两个在密封环IOb的内周面26b上环绕的槽32b、34b，所述槽构成了两个唇部36b、38b，在唇部之间成形有密封唇28b。密封唇28b在径向方向40b上突出于唇部36b、38b。在内半径上或者说在内周面26b上的槽32b、34b设计成能够使一个径向或楔形的凸台58b侵入到缝隙h中，并由此提升内边缘56b，直到使该内边缘平行于工作面18b延伸。凸台58b应该具有高度s和长度f。优选地，凸台58b的外部轮廓具有与内部槽32b、34b的半径相当的半径。然而，该外部轮廓应该足够短，以避免密封唇28b发生缝隙挤出，此外该外部轮廓还应该具有斜率变化，该斜率变化使得可以容易地提升唇部38b。同样重要的是，高度h尽可能足够大，以在变形状态下不会置放于工作面18b上，从而避免在未被提升的一侧上产生缝隙挤出的危险。密封环IOb的内边缘56b和侧面60b之间的角度δ b优选约90° +/-10°，以确保使密封环IOb可靠地保持在凸台58b上。
密封唇侧边部30b,31b的角度差为60。-17. 5。= 42. 5。，每个侧边部30b,31b分别以Yb = 42.5° /2 = 21.25°得到均衡。这说明，密封环IOb发生扭转Y b = 21. 25°，从而在密封环IOb扭转之后在两侧形成垂直的接触面。初始角度alb、a2b为60° -21.25°= 38.75° =17.5° +21.25°。根据密封环IOb的尺寸，h的大小设定成使唇部36b、38b在已扭转的密封环IOb中既不接触工作面18b、也没有产生缝隙挤出的危险。在本发明的一种设计方案中，在本发明的密封环10a、IOb上，还可以设有其他的密封唇和/或槽，以及还可以设置具有其他几何形状的密封唇和/或槽。所述的泵活塞和密封环例如应用在当代汽车技术的泵送系统中，其例如指的是诸如ABS (防抱死制动系统)、ESP (电子稳定程序系统)、EHB (电液制动系统)、TCS (循迹控制系统)或ASR(驱动防滑控制系统)的安全技术。然而，本发明的密封环并不仅应用在之前表述的泵送系统中，而且可以应用在所有需要满足动态地交替平移要求的密封环的系统中。
权利要求
1.一种用于活塞泵的密封环，该密封环用以动态密封活塞泵(12a)的在活塞壳体(14a)或导向环中被导引的活塞(16a)，其中，所述密封环(IOaUOb)设置在所述活塞(16a)的构造为工作面(18a、18b)的外圆周上，所述密封环具有环形的主体(20a、20b)，在所述主体的外周面(22a、22b)上成形有至少一个环绕的槽(24a、24b)，而在所述主体的内周面(26a、26b)上成形有至少一个环绕的密封唇(28a、28b)，在所述密封环(IOaUOb)的安装状态下，所述密封唇的侧边部(30a、30b、31a、31b)与所述工作面(18a、18b)分别形成限定的角度Wla、P 2a)，其特征在于，在安装时通过所述密封环(10a、IOb)的变形从初始角度(a la> a 2a> a lb、a 2b)到达所述限定的角度(P la、& 2a)。
2.根据权利要求1所述的密封环，其特征在于，所述密封环(IOaUOb)在装配时发生围绕其断面中心的扭转(Ya、Yb)。
3.根据权利要求1或2所述的密封环，其特征在于，所述密封环(IOaUOb)的断面的扭转U a、Yb)在19°和22°之间。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的密封环，其特征在于，设有两个在所述密封环(IOb)的内周面(26b)上环绕的槽(32b、34b)，所述槽构成两个唇部(36b、38b)，在这两个唇部之间成形有密封唇(28b)。
5.根据权利要求4所述的密封环，其特征在于，所述密封唇(28b)在径向方向(40b)上突出于所述唇部(36b、38b)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的密封环，其特征在于，所述密封唇(28a、28b)具有在0.1mm和0. 4mm之间的半径(R)。
7.一种活塞泵，其具有在活塞壳体(14a)或导向环中被导引的活塞(16a)，其特征在于，具有根据权利要求1至6中任意一项所述的用于动态密封活塞泵(12a)的活塞(16a)的密封环(IOaUOb) o
8.根据权利要求7所述的活塞泵，其特征在于，所述密封环(IOa)通过至少三个接触面(42a、44a、46a、48a)设置在于所述活塞泵(12a)的两个构件(50a、52a)之间延伸的槽(54a)中。
9.根据权利要求7或8所述的活塞泵，其特征在于，所述密封环(IOaUOb)的第一侧边部(30a、30b)沿轴向受到较大的压力作用，而所述密封环(IOaUOb)的第二侧边部(31a、31b)沿轴向受到较小的压力作用。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的活塞泵，其特征在于，所述第一侧边部(30a)与所述活塞(16a)的工作面(18a)之间的限定的角度(P la)在16°和18°之间；所述第二侧边部(31a)与所述活塞(16a)的该工作面(18a)之间的限定的角度(P2a)在59°和61°之间。
全文摘要
一种用于活塞泵(12a)的密封环(10a、10b)，用以动态密封活塞泵(12a)的在活塞壳体(14a)或导向环中被导引的活塞(16a)，其中，密封环(10a、10b)设置在活塞(16a)的构造为工作面(18a、18b)的外圆周上，密封环具有环形的主体(20a、20b)，在主体的外周面(22a、22b)上成形有至少一个环绕的槽(24a、24b)，在主体的内周面(26a、26b)上成形有至少一个环绕的密封唇(28a、28b)，在密封环(10a、10b)的安装状态下密封唇的侧边部(30a、30b、31a、31b)与工作面(18a、18b)各形成限定的角度(β1a、β2a)，以及一种具有这种密封环(10a、10b)的相应的活塞泵(12a)。在安装时通过密封环(10a、10b)的变形从初始角度(α1a、α2a、α1b、α2b)到达限定的角度(β1a、β2a)，密封环(10a、10b)在装配时发生围绕其断面中心的扭转(γa、γb)。
文档编号F04B53/16GK103069169SQ201180039465
公开日2013年4月24日 申请日期2011年6月21日 优先权日2010年8月18日
发明者D·戈塞 申请人:罗伯特·博世有限公司