專利名稱：用于活塞泵的活塞的密封和導(dǎo)引裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封和導(dǎo)引裝置，其用于密封和導(dǎo)引活塞的外圓 周，尤其用于活塞泵。
背景技術(shù)：
活塞泵例如用于汽車中的液壓系統(tǒng)或者制動設(shè)備。這種活塞泵具有 活塞，它例如通過偏心輪運(yùn)動。其中在活塞上設(shè)置獨(dú)立的密封元件和獨(dú) 立的用于導(dǎo)引活塞的導(dǎo)引元件。但是這種密封在運(yùn)行中經(jīng)受劇烈的溫度 變化。尤其是在非常低的溫度時，例如在汽車在冬天中冷起動時，或者 在非常高的溫度時不能保證活塞泵的密封性。尤其是在非常低的溫度時 使密封變硬，由此通過活塞的運(yùn)動，在導(dǎo)引間隙中可能在密封與活塞之 間產(chǎn)生鐮刀形的間隙。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的具有權(quán)利要求1所述特征的密封和導(dǎo)引裝置具有下述 優(yōu)點(diǎn)，即它可以實(shí)現(xiàn)自動校準(zhǔn)。因此按照本發(fā)明的密封和導(dǎo)引裝置尤其 在低溫時也能夠提供足夠的密封性。此外可以達(dá)到更高的使用壽命，因 為在活塞與支撐環(huán)之間不會產(chǎn)生支撐環(huán)沖擊，由此防止密封圈擠到支撐 環(huán)下面。按照本發(fā)明這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即密封和導(dǎo)引裝置包括導(dǎo)引環(huán)、 支撐環(huán)和密封元件。支撐環(huán)設(shè)置在密封元件與導(dǎo)引環(huán)之間。導(dǎo)引環(huán)通過 至少 一 個區(qū)域具有與支撐環(huán)的接觸面，該區(qū)域位于垂直于活塞縱軸線
x-x的平面之外，并且傾斜于該平面或者向著該平面收縮地設(shè)置。換言
之，使支撐環(huán)在至少一個側(cè)面上不是直線地在平面中形成，而是具有至 少一個不位于上述平面中的局部區(qū)域。通過這個不位于所述平面中的局
部區(qū)域，可以在泵運(yùn)行中使密封元件頂壓這個不位于所述平面中的局部 區(qū)域，由此使徑向向內(nèi)指向的力施加在支撐環(huán)上。由此使支撐環(huán)可靠地 貼靠在活塞的外輪廓上。由此防止，密封元件擠進(jìn)支撐環(huán)與活塞之間的區(qū)域里，這可能導(dǎo)致?lián)p壞密封元件并導(dǎo)致泄漏。因此尤其可以防止在支 撐環(huán)中產(chǎn)生徑向頻率。
從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明的改進(jìn)方案。
優(yōu)選使導(dǎo)引環(huán)的位于上述平面之外的區(qū)域與支撐環(huán)相對垂直于活 塞軸向方向的平面呈角度地設(shè)置。由此可以提供特別簡單且成本有利地 加工的密封和導(dǎo)引裝置。在此該角度優(yōu)選在5。至30°之間，特別優(yōu)選在
10。至20。之間，并且特別優(yōu)選約15°。
按照本發(fā)明的可備選的改進(jìn)方案，使位于垂直于活塞軸向方向的平 面之外的所述區(qū)域是弧形區(qū)域。在運(yùn)行期間同樣使壓力在軸向方向上施 加在密封元件上，由此使支撐環(huán)獲得徑向向內(nèi)指向的力并且緊密貼靠在 活塞上。
導(dǎo)引環(huán)的位于上述平面之外的所述弧形區(qū)域優(yōu)選設(shè)置在指向活塞 的內(nèi)側(cè)面上。特別優(yōu)選使所述弧形區(qū)域這樣設(shè)置，使它從處在垂直于軸 向方向的平面里面的部分區(qū)域起指向偏心輪方向。
還優(yōu)選這樣形成支撐環(huán)，使它具有徑向向外指向的端部，該端部具 有收縮的區(qū)域。通過這個位于支撐環(huán)外側(cè)面上的收縮區(qū)域，避免支撐環(huán) 在產(chǎn)生預(yù)壓力時形成銳利的棱邊并因此可能損壞密封元件
特別優(yōu)選相對于中間平面對稱地形成。
特別優(yōu)選使支撐環(huán)的接觸面對應(yīng)于導(dǎo)引環(huán)的接觸面的形狀形成。由 此保證，使支撐環(huán)無變形地貼靠在導(dǎo)引環(huán)的輪廓上。
按照本發(fā)明的密封和導(dǎo)引裝置特別優(yōu)選在汽車的活塞泵中使用。在 此活塞泵例如在制動設(shè)備中作為徑向活塞泵使用或者在汽車液壓系統(tǒng) 中使用。


下面借助于附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中 圖1示出活塞泵的示意截面圖，其具有按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的 密封和導(dǎo)引裝置，
圖2示出圖1中的密封和導(dǎo)引裝置的放大局部圖，
圖3示出按照本發(fā)明第二實(shí)施例的密封和導(dǎo)引裝置的放大局部圖，
圖4示出按照本發(fā)明第三實(shí)施例的密封和導(dǎo)引裝置的放大局部圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，活塞泵1包括活塞6,它通過偏心輪8驅(qū)動。該偏心
輪8在箭頭C方向上旋轉(zhuǎn)并且與活塞6的端部接觸。由此使活塞6在雙 箭頭D的方向上沿著活塞泵1的軸向方向X-X往復(fù)運(yùn)動。在活塞6中 設(shè)有四個(或兩個) 一黃向孔6a，通過它們使來自輸入管道32的流體通 過過濾器9流到縱向孔9b里,面。這一點(diǎn)通過箭頭A表示。
活塞泵1還包括進(jìn)入閥12、排出閥17和設(shè)置在進(jìn)入閥12與排出閥 17之間的壓力室33。該壓力室33設(shè)置在氣缸部件11里面，氣缸部件 11具有基本上呈缽形的形狀。在氣缸部件11的指向偏心輪8的端部上 固定有過濾器9。在活塞6的處在壓力室側(cè)的端部上設(shè)置進(jìn)入閥12。該 進(jìn)入閥12包括由球形成的封閉元件13、進(jìn)入閥彈簧14和保持架元件 15。該保持架元件15保持住進(jìn)入閥彈簧14并且具有環(huán)區(qū)域15a，環(huán)區(qū) 域15a設(shè)置在活塞的處于壓力室側(cè)的端部上。壓力室33通過密封件24 相對于抽吸區(qū)域密封。附圖標(biāo)記16表示活塞復(fù)位彈簧，活塞復(fù)位彈簧 頂壓保持架元件15的環(huán)區(qū)域15a。
排出閥17設(shè)置在氣缸部件11底部中的通孔11a上。排出閥17包括 封閉元件19和排出口彈簧20,排出口彈簧20設(shè)置在蓋18的凹槽里面。 封閉元件19關(guān)閉或釋放通孔lla。
在活塞6上還設(shè)置密封和導(dǎo)引裝置2。該密封和導(dǎo)引裝置2使活塞 泵的流體區(qū)在輸入管道32的區(qū)域內(nèi)相對于偏心輪室8a密封，偏心輪8 即布置在該偏心輪室里面。在圖2中詳細(xì)示出密封和導(dǎo)引裝置2。
尤其如圖2所示，密封和導(dǎo)引裝置2包括導(dǎo)引環(huán)21、支撐環(huán)22和 環(huán)形的密封元件23。導(dǎo)引環(huán)21設(shè)置在外殼7的臺階7a上并且具有兩個 不同的外徑。導(dǎo)引環(huán)21用于導(dǎo)引活塞。支撐環(huán)22設(shè)置在密封元件23 與導(dǎo)引環(huán)21之間。支撐環(huán)22在其指向?qū)бh(huán)21的一側(cè)上具有這樣的 區(qū)域，該區(qū)域位于垂直于活塞泵的軸向方向X-X的平面E之外。如圖2 所示，上述位于所述平面之外的區(qū)域是傾斜于平面E的接觸面22a，接 觸面22a指向?qū)бh(huán)21的方向。在此這樣形成支撐環(huán)22，使得在其內(nèi) 圓周上的寬度B1大于在其外圓周上的寬度B2。支撐環(huán)與導(dǎo)引環(huán)的接觸 面22a在此以角度a相對于平面E設(shè)置，其中角度a約為15。。如圖2 所示，因此導(dǎo)引環(huán)21或支撐環(huán)22的接觸面21a、 22a彼此互補(bǔ)地形成。在此導(dǎo)引環(huán)21和支撐環(huán)22具有尤其不復(fù)雜的幾何形狀，因此可以非常 成本有利地加工這些部件。此外能夠非常簡單地裝配。
在活塞泵運(yùn)行期間會在抽吸區(qū)域中存在壓力，這個壓力大于偏心輪 室8a中的壓力。也可能在抽吸運(yùn)行中在抽吸區(qū)域中存在負(fù)壓。因此在 泵的抽吸區(qū)域與偏心輪室8a之間存在壓力降，偏心輪室必需通過按照 本發(fā)明的密封和導(dǎo)引裝置2密封。由于壓力差密封圏23如同通過圖2 中的箭頭P表示的那樣頂壓支撐環(huán)21的垂直的側(cè)面21b。由此使支撐環(huán) 22頂壓導(dǎo)引環(huán)21。由于支撐環(huán)22與導(dǎo)引環(huán)21之間的傾斜平面，產(chǎn)生 垂直于軸向方向X-X的力分量。這一點(diǎn)在圖2中通過箭頭F表示。因此 支撐環(huán)22在運(yùn)行中通過其整個內(nèi)圓周總是緊密地貼靠在活塞6上，因 此在活塞6與支撐環(huán)22之間不存在間隙。由此可以防止，密封元件23 部分地拉入到支撐環(huán)22與活塞6之間的間隙里面并由此損壞，而在現(xiàn) 有技術(shù)中就是這種情況。
因?yàn)閺较蛳騼?nèi)指向的力即使例如在汽車?yán)淦饎訒r也能夠立刻建立， 因此在低溫時支撐環(huán)22也可靠地貼靠在活塞6上。
支撐環(huán)22優(yōu)選由較硬的塑料、尤其是由PTFE或由PA66制成。因 此通過按照本發(fā)明的自校準(zhǔn)的支撐環(huán)22,尤其也提高密封元件23的使 用壽命。密封元件23 —般由彈性體制成。因此按照本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)泵 元件的更長運(yùn)行時間，因?yàn)樵诨钊?與支撐環(huán)22之間不會產(chǎn)生支撐環(huán) 沖擊而導(dǎo)致密封元件擠入到活塞與支撐環(huán)之間的間隙里面。因此支撐環(huán) 22總是自動地校準(zhǔn)，只要泵元件以預(yù)壓力加載。此外支撐環(huán)22附加地 起到污物去除器的作用，這進(jìn)一步減少密封元件23的磨損并且延長密 封元件的使用壽命。
為了避免由于支撐環(huán)22在活塞上引起太大的摩擦，角度a不能選 擇太大。因此優(yōu)選為5°至30°之間。
按照本發(fā)明的活塞泵1的功能如下。在抽吸行程期間，流體通過輸 入管道22、 一黃向孔6a和縱向孔6b通過打開的進(jìn)入閥12抽吸到壓力室 33里面。當(dāng)活塞6達(dá)到其下死點(diǎn)時，活塞的運(yùn)動方向反向，因此使活塞 朝著排出閥17的方向運(yùn)動。由此關(guān)閉進(jìn)入閥12并且在壓力室33中建 立壓力。當(dāng)壓力室33中的壓力大于在排出通道21中存在的反壓和排出 閥封閉彈簧20的預(yù)應(yīng)力時，排出閥17就被打開，因此使處于壓力下的 流體如箭頭B所示流進(jìn)排出通道21中并且從那里到達(dá)相應(yīng)的消耗器。當(dāng)活塞6達(dá)到其上死點(diǎn)時，壓力建立狀態(tài)結(jié)束并且又開始抽吸狀態(tài)，
其中排出閥17關(guān)閉而進(jìn)入閥12打開。如圖l所示，按照本發(fā)明的密 封和導(dǎo)引裝置2在整個循環(huán)期間承擔(dān)活塞6的導(dǎo)引以及抽吸區(qū)域相對 于偏心輪室8a的密封。
下面借助于圖3描述按照本發(fā)明第二實(shí)施例的密封和導(dǎo)引裝置2。 相同的或功能相同的部件配有與笫一實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記。
如圖3所示，在第二實(shí)施例中，導(dǎo)引環(huán)21和支撐環(huán)22與第一實(shí)施 例不同地形成。導(dǎo)引環(huán)21具有位于平面E之外的區(qū)域21a,區(qū)域21a通 過指向偏心輪方向的半徑R形成。因此所述位于平面E之外的區(qū)域21a 由弧形區(qū)域形成。此外導(dǎo)引環(huán)與支撐環(huán)的接觸面還具有位于平面E內(nèi)的 局部區(qū)域21b，局部區(qū)域21b—直達(dá)到導(dǎo)引環(huán)21的外圓周。在弧形區(qū)域 21a與位于所述平面中的局部區(qū)域21b之間的過渡部位是連續(xù)地形成的。
第二實(shí)施例的支撐環(huán)22與導(dǎo)引環(huán)具有接觸面，該接觸面與導(dǎo)引環(huán) 21的接觸面互補(bǔ)地形成。因此支撐環(huán)22同樣具有弧形的區(qū)域22a以及 位于平面E內(nèi)的直線區(qū)域22b?；⌒螀^(qū)域22a位于支撐環(huán)22內(nèi)側(cè)面的方 向上。如圖3所示，支撐環(huán)22相對于穿過支撐環(huán)的中心平面G對稱地 垂直于縱向方向X-X形成，因此指向密封元件23的區(qū)域同樣具有弧形 區(qū)域22c和直線區(qū)域22d。
按照第二實(shí)施例的密封和導(dǎo)引裝置2的功能與第一實(shí)施例的功能類 似。當(dāng)預(yù)壓力朝著偏心輪方向作用于密封元件23上時，密封元件頂壓 支撐環(huán)22,如同通過箭頭P表示的那樣。由此使支撐環(huán)22—方面頂壓 導(dǎo)引環(huán)21,另一方面由于弧形區(qū)域產(chǎn)生徑向向內(nèi)指向的力F,因此使支 撐環(huán)22緊密地貼靠在活塞6上。這個向內(nèi)指向的力F在支撐環(huán)22的整 個內(nèi)圓周上存在。由此可以防止密封元件23擠入到活塞6與支撐環(huán)22 之間的間隙里面。這個實(shí)施例在其他方面對應(yīng)于第一實(shí)施例，因此可以 參照那里的描述。
圖4示出按照本發(fā)明第三實(shí)施例的密封和導(dǎo)引裝置2,其中相同的 或功能相同的部件配有與前面實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記。
如圖4所示，第三實(shí)施例基本對應(yīng)于第二實(shí)施例，其中支撐環(huán)22 的徑向外側(cè)端部區(qū)域不同地形成。如圖4所示，支撐環(huán)22的徑向外側(cè) 端部區(qū)域22e收縮地形成。由此可以防止在存在預(yù)壓力作用于密封元件 23上時形成銳利的棱邊。這個實(shí)施例在其他方面對應(yīng)于第二實(shí)施例，因
8此可以參照那里的描述(
權(quán)利要求
1. 用于在泵的活塞(6)上實(shí)現(xiàn)密封的密封和導(dǎo)引裝置，包括導(dǎo)引環(huán)(21)、支撐環(huán)(22)和密封元件(23)，其中所述支撐環(huán)(22)設(shè)置在密封元件(23)與導(dǎo)引環(huán)(21)之間，并且所述導(dǎo)引環(huán)(21)與支撐環(huán)(22)的接觸面具有至少一個區(qū)域(21a)，該至少一個區(qū)域位于垂直于活塞縱軸線(X-X)的平面(E)之外，其中該區(qū)域傾斜于所述平面(E)布置。
2. 如權(quán)利要求1所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述導(dǎo)引環(huán) 的接觸面的位于上述平面(E)之外的區(qū)域是以角度(a)與所述平面(E ) 相切的表面。
3. 如權(quán)利要求2所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述角度(a) 在5。至30。之間，尤其是在10。至20°之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述位于上 述平面(E)之外的區(qū)域是弧形區(qū)域(21a)。
5. 如權(quán)利要求4所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述弧形區(qū) 域(21a)在與支撐環(huán)(22)的接觸面上在導(dǎo)引環(huán)(21 )的內(nèi)側(cè)圓周端 部處形成。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于，所述導(dǎo) 引環(huán)(21 )的接觸面還具有位于上述平面(E)內(nèi)的區(qū)域(21b)。
7. 如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于， 所述弧形區(qū)域(21a)指向偏心輪(8)。
8. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于， 所述支撐環(huán)(22)的徑向向外指向的端部具有收縮的區(qū)域(22e)。
9. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于， 所述支撐環(huán)(22)的徑向向外指向的端部構(gòu)造成平行于軸向方向(X-X) 的環(huán)面。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于， 所述支撐環(huán)(22)在徑向方向上從內(nèi)向外連續(xù)地收縮。
11. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置，其特征在于， 所述支撐環(huán)(22)與導(dǎo)引環(huán)(21 )的接觸面同導(dǎo)引環(huán)(21 )的接觸面互 補(bǔ)地形成。
12. 活塞泵，包括如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封和導(dǎo)引裝置(2)
全文摘要
本發(fā)明涉及用于密封在泵的活塞(6)上的密封和導(dǎo)引裝置，包括導(dǎo)引環(huán)(21)、支撐環(huán)(22)和密封元件(23)，其中該支撐環(huán)(22)設(shè)置在密封元件(23)與導(dǎo)引環(huán)(21)之間，該導(dǎo)引環(huán)(21)與支撐環(huán)(22)的接觸面具有至少一個區(qū)域(21a)，該區(qū)域位于垂直于活塞縱軸線(X-X)的平面(E)之外，其中該區(qū)域傾斜于平面(E)設(shè)置。
文檔編號F04B1/04GK101501331SQ200780028980
公開日2009年8月5日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者H·赫爾曼, J·黑克, R·沃爾夫, R·菲爾梅特, R·謝普 申請人:羅伯特.博世有限公司