專利名稱：用于液壓活塞泵的泵元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液壓活塞泵的泵元件，所述泵元件具有包圍泵內(nèi)腔的泵殼體、位于所述泵殼體內(nèi)的活塞、用于使流體進入泵內(nèi)腔的進入閥、用于使流體從泵內(nèi)腔排出的排出閥以及用于過濾流體中的雜質(zhì)的過濾器。本發(fā)明還涉及具有這種泵元件的液壓活塞泵的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在液壓單元、特別是車輛制動系統(tǒng)的液壓單元(其例如具有防抱死系統(tǒng)(ABS)和電子穩(wěn)定程序(ESP))中，需要活塞泵來輸送壓力介質(zhì)。作為壓力介質(zhì)，使用流體，例如制動液。常見的活塞泵包括具有優(yōu)選為圓筒形的泵殼體的泵元件，該泵殼體的內(nèi)周面構(gòu)成用于位于其中的活塞的滑動面?；钊环矫嬗糜诔槲鼔毫橘|(zhì)，另一方面用于壓縮壓力介質(zhì)。此外，在泵殼體上分別設(shè)有一個或多個用于壓力介質(zhì)的進入閥和排出閥?！みM入閥和排出閥用于在由活塞產(chǎn)生的抽吸階段及隨后的壓縮階段期間控制壓力介質(zhì)流動。進入閥用于在抽吸階段期間使壓力介質(zhì)從抽吸區(qū)域進入泵殼體中并防止壓力介質(zhì)在壓縮階段期間回流到抽吸區(qū)域中。排出閥用于在壓縮階段期間使壓力介質(zhì)離開泵殼體到達壓力側(cè)或壓縮側(cè)并防止壓力介質(zhì)從壓力側(cè)或壓縮側(cè)回流到泵殼體中。進入閥和排出閥通常為彈簧加載的球閥。為了防止壓力介質(zhì)中的雜質(zhì)，在公知的泵元件中使用過濾器，其通常呈杯狀地包圍進入閥。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提出一種用于液壓活塞泵的泵元件，所述泵元件具有包圍泵內(nèi)腔的泵殼體、位于所述泵殼體內(nèi)的活塞、用于使流體進入泵內(nèi)腔的進入閥、用于使流體從泵內(nèi)腔排出的排出閥以及用于過濾流體中的雜質(zhì)的過濾器。在此，過濾器沿流體的流動方向設(shè)置在活塞與排出閥之間。在公知的泵元件中，過濾器定位在入口閥之前、抽吸區(qū)域或抽吸管線中，并且在抽吸階段期間壓力介質(zhì)或流體必須穿流經(jīng)過該過濾器。由此出現(xiàn)摩擦損耗，這在整體上影響已知的活塞泵的壓力形成動態(tài)特性。根據(jù)本發(fā)明的過濾器位于壓力側(cè)并且由此位于泵元件的高壓區(qū)域中。在流體的壓縮階段期間，當(dāng)活塞朝向排出閥的方向進而朝向根據(jù)本發(fā)明的過濾器的方向執(zhí)行其運動時，產(chǎn)生高壓。高壓使得僅產(chǎn)生很少的摩擦損耗，該摩擦損耗在整體上對于活塞泵的壓力形成動態(tài)特性的極小影響可忽略。與在傳統(tǒng)的位于抽吸區(qū)域中的過濾器中較大的摩擦損耗相t匕，根據(jù)本發(fā)明提供了一種具有改進的壓力形成動態(tài)特性的泵元件。此外，通過根據(jù)本發(fā)明的過濾器布置方式，直接保護排出閥免受污物或雜質(zhì)。這種對排出閥的直接保護是特別有利的，因為排出閥與進入閥相比十分容易由于污物發(fā)生故障。
根據(jù)本發(fā)明的過濾器有利地包括具有過濾網(wǎng)的至少一個過濾元件，所述過濾網(wǎng)的網(wǎng)眼寬度為20μπι至120 μ m，優(yōu)選為40μπι至100 μ m，特別優(yōu)選為60 μ m至80 μ m。與傳統(tǒng)過濾器中優(yōu)選約190μπι的網(wǎng)眼寬度相比，根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)眼寬度減小了。可以在不影響活塞泵壓力形成動態(tài)特性的條件下減小網(wǎng)眼寬度，因為過濾器布置在高壓區(qū)域中，由此通過高壓將流體擠壓通過過濾器。有利地，通過減小的網(wǎng)眼寬度還可捕獲更小的雜質(zhì)顆粒，由此實現(xiàn)了對重要且敏感的排出閥的更好的保護。此外，所述至少一個過濾元件有利地設(shè)計為板形并且橫向于流體的流動方向定位。這種設(shè)計使得過濾元件所需的空間很小并且能夠簡單地安裝在泵內(nèi)腔中。另外，板形的過濾元件相對于傳統(tǒng)的基本上為杯狀的過濾元件可以更簡單、成本更低地制造。例如可以由大尺寸的板簡單地大量沖裁出相應(yīng)的過濾兀件。此外，對于板狀的過濾元件有利的是消耗的材料比傳統(tǒng)的基本上呈杯狀的過濾元件更少。這種傳統(tǒng)的過濾元件通常具有30mm2至35mm2的自由過濾面。相對于此，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件具有更小的自由過濾面，其為2_2至10_2，優(yōu)選為3_2至8_2，特別優(yōu)選為 4mm2至5_2。盡管自由過濾面更小，但通過根據(jù)本發(fā)明的過濾元件可產(chǎn)生與傳統(tǒng)過濾元件相似的過濾比率(Filtrationsrate)。這得以實現(xiàn)是由于根據(jù)本發(fā)明的過濾元件位于高壓區(qū)域中而傳統(tǒng)過濾元件相反地位于抽吸管線中。在一種有利的實施方式中，所述至少一個過濾元件被構(gòu)造為沿流動方向凸起并且橫向于流動方向定向。這種設(shè)計使得過濾元件可用于沿流動方向?qū)⒘黧w流展開。特別有利的是，過濾元件在此處被構(gòu)造為敞開的殼，其確保了流體流的均勻展開。其優(yōu)點在于，各個穿過過濾元件的網(wǎng)出來的流體流的運動受到很小的影響，并且很大程度上避免了可能的碰撞。有利的是，所述至少一個過濾元件設(shè)計為多層。多個過濾層實現(xiàn)了更好的過濾效果，進而更好地保護排出閥免受雜質(zhì)損害。特別有利的是，過濾層為此彼此錯開地設(shè)置。各個過濾層優(yōu)選由無紡織物(Vlies)、特別優(yōu)選地由織物構(gòu)成，其可設(shè)計為具有特別精細的網(wǎng)眼寬度。優(yōu)選的是，提供作為雙層織物的雙層過濾元件，其特別好地保護排出閥免受雜質(zhì)損害。此外，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的多層設(shè)計可十分簡單地制造。在制造工藝中，例如可以將過濾板置放在過濾板上并通過在側(cè)面擠壓簡單地彼此連接。相應(yīng)地，對于凸起地形成的過濾元件也是可以簡單實現(xiàn)的。相反，在中空圓筒狀設(shè)計的傳統(tǒng)過濾器中，多層的設(shè)計是十分麻煩的。特別優(yōu)選的是，過濾元件的一個過濾層是板狀的并且第二過濾層被構(gòu)造為沿流動方向凸起，或者說提供一個由板狀過濾元件與沿流動方向凸起地形成的過濾元件構(gòu)成的組合。在此處，沿流動方向凸起地設(shè)計的過濾層優(yōu)選沿流動方向設(shè)置在板狀過濾層之后。以此方式，流體首先流過板狀的過濾層并且在此處其流動方向受到很小的影響。第一批污物被捕獲。隨后，預(yù)過濾的流體流過沿流動方向凸起地設(shè)計的過濾層并且在此處它的流體流被擴寬。由此有利地實現(xiàn)了改進的凈化和流體流相互之間更小的影響。在另一有利的實施方式中，在泵元件中設(shè)有活塞彈簧，用于將活塞與所述活塞的泵送方向反向地復(fù)位，并且過濾器借助活塞彈簧被夾緊。過濾器為此優(yōu)選包括保持元件，用于保持至少一個過濾元件。保持元件優(yōu)選設(shè)計為環(huán)形的板，其優(yōu)選以形狀配合連接的方式環(huán)繞過濾元件。此外，泵殼體沿流體的流動方向具有優(yōu)選為環(huán)形的端面，保持元件被活塞彈簧壓靠在該端面上。這種設(shè)計使得實現(xiàn)了簡單且十分節(jié)省空間地固定過濾器，過濾器的固定此外不需要其它的保持裝置。由此節(jié)省了材料和成本。在另一有利的實施方式中，過濾器包括導(dǎo)流元件，用于緊挨在排出閥之前將流體流定向。導(dǎo)流元件優(yōu)選沿流體的流動方向設(shè)置在保持元件與至少一個過濾元件之間。在此處，導(dǎo)流元件具有很大程度上垂直于流過的流體流的兩個不同大小的橫截面，其中特別是較小的橫截面位于過濾元件附近而較大的橫截面位于排出閥附近。如果傳統(tǒng)泵元件中的流體從排出閥流出，則在排出閥周圍在泵內(nèi)腔中產(chǎn)生流體流中的渦流。渦流是由未從排出閥流出的部分流體引起的。這部分流體而是在其流動運動中出現(xiàn)在泵殼體的內(nèi)壁處，特別是端面處，并由此改變其流動方向。由此形成的渦流在傳統(tǒng)泵元件中影響流出的流體的流動特性并因此干擾或減慢流出。通過根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流元件有利地在很大程度上減小了這種不利影響。
特別有利的是，通過導(dǎo)流元件構(gòu)成流動通道，以沿流動方向聚集流體流(Stromung )。在此處，流動通道具有很大程度上垂直于流過的流體流的兩個大小不同的橫截面，其中特別是較小的橫截面位于過濾元件附近而較大的橫截面位于排出閥附近。此外，導(dǎo)流元件優(yōu)選具有過濾網(wǎng)，特別是該過濾網(wǎng)的網(wǎng)眼寬度對應(yīng)于至少一個過濾元件特別地為20 μ m至120 μ m,優(yōu)選為40 μ m至100 μ m,特別優(yōu)選為60 μ m至80 μ m。這種設(shè)計使得流體的流出運動受導(dǎo)流元件導(dǎo)引并聚集。通過流體束的聚集有利地在很大程度上避免了在泵殼體內(nèi)壁上的渦流并且流體流匯集到排出閥開口處。由此，有利地加速了流體流出并且還實現(xiàn)了目標(biāo)明確地對排出閥的封閉體的沖流。排出閥的封閉體在流體流出時被流體流從閥座上壓開，使得流體可以通過排出閥開口流出。在流出過程期間，封閉體在很大程度上對應(yīng)于壓差而振動，所述壓差沿流動方向由流出產(chǎn)生。這種壓差通過根據(jù)本發(fā)明的流體束的聚集和與此相關(guān)的目標(biāo)明確的對封閉體的沖流而最小化。這意味著，封閉體相對于傳統(tǒng)泵元件中的封閉體幅度更小地前后振動，由此改善了其振動特性。這種改善了的振動特性實現(xiàn)了更好的所謂的NVH特性。NVH是指噪聲、振動與聲振粗糙度并且是用于作為噪聲可聽見的或作為震動可感覺到的振動的稱呼。通過根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流元件，優(yōu)選地與過濾元件一同提供了特別是帽形的過濾器，該過濾器通過其形狀已經(jīng)設(shè)計成流動優(yōu)化的并且在流出時有利地影響流體流。與在水龍頭中的情況相似，產(chǎn)生近似聚集的流體束并匯集到排出閥開口處。在另一有利改進方案中，提供一種泵元件，該泵元件設(shè)有用于將流體從泵內(nèi)腔導(dǎo)出的排出通道，其中，所述排出通道沿流體的流動方向漸縮地設(shè)計。排出通道優(yōu)選用作排出閥的閥開口并且通過漸縮的設(shè)計繼續(xù)流體束的聚集和在封閉體上的匯集。因此，有利的是，額外地加速了流體的流出并且額外地改進了封閉體的振動特性及NVH特性。綜上，根據(jù)本發(fā)明提供一種新型的泵元件，其具有新形成進而優(yōu)化的流出幾何結(jié)構(gòu)。流出幾何結(jié)構(gòu)通過根據(jù)本發(fā)明的過濾器的布置、根據(jù)本發(fā)明的過濾器的設(shè)計和與其相匹配的排出通道或流出通道的設(shè)計來形成。這種形成方法使流出幾何結(jié)構(gòu)影響流體流，使得流體流在流出時有目的地被聚集、匯集在排出閥開口處并被導(dǎo)引通過排出通道，從而使流體流有針對性地擠開排出閥的封閉體。由此有利地實行了排出閥封閉體的改進的振動特性和不期望的可聽見的震動(NVH)的減小。
根據(jù)本發(fā)明的泵元件有利地應(yīng)用在液壓活塞泵中，特別是車輛制動系統(tǒng)的液壓活塞泵中。上述優(yōu)點以特別有利的方式在這種活塞泵中起作用。在整體上實現(xiàn)了噪音和震動很小的活塞泵，該活塞泵在改進了過濾的同時確保了改進的壓力形成動態(tài)特性。由此實現(xiàn)了相對于傳統(tǒng)的液壓活塞泵的質(zhì)量提高。


以下參照示意性附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的兩個實施例。附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的泵元件的第一實施例的縱向剖視圖，圖2示出了根據(jù)圖I的泵元件的縱向剖視圖的局部放大圖，以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的泵元件的第二實施例的局部縱向剖視圖。
具體實施例方式在圖I中示出了液壓活塞泵的、特別是用于車輛制動系統(tǒng)的液壓活塞泵的泵元件
10。泵元件10包括泵殼體12，該泵殼體包圍圓柱形的泵內(nèi)腔14。在泵內(nèi)腔14中設(shè)有活塞16，該活塞在此處可移入移出地被支承，并且所示出的為移出狀態(tài)。在活塞16上設(shè)置有被設(shè)計為彈簧加載的球閥的進入閥18。與其緊鄰地，活塞16與活塞彈簧20聯(lián)接，該活塞彈簧還將過濾器22保持在泵內(nèi)腔14的端面24上。過濾器22位于通向排出閥28的排出通道26之前并由此定位在活塞16與排出閥28之間。排出閥28也被設(shè)計為彈簧加載的球閥。在活塞16移出時在泵內(nèi)腔14中產(chǎn)生抽吸或者說負壓，特別地，制動液的流體通過所述抽吸或者說負壓經(jīng)由進入閥18流入泵內(nèi)腔14。因此，進入閥18定位在泵元件的抽吸區(qū)域中。排出閥28在活塞16的移出期間基本上流體密封地封閉。在隨后活塞16移入泵內(nèi)腔14中時，進入閥18關(guān)閉并且流體被壓向排出閥28的方向。此時產(chǎn)生很大的壓力。通過這種高壓，流體受壓通過過濾器22，該過濾器將流體與雜質(zhì)分離。在經(jīng)過過濾器22之后，流體通過排出通道26經(jīng)由排出閥28從泵內(nèi)腔14被導(dǎo)出。流體在此從壓力區(qū)域沿排出閥28流入未詳細示出的液壓系統(tǒng)以執(zhí)行工作。圖2詳細示出了過濾器22及其周圍。過濾器22包括雙層的過濾元件30以及導(dǎo)流元件36和保持元件38，該過濾元件具有第一過濾層32和第二過濾層34。過濾元件30和導(dǎo)流元件36都具有過濾網(wǎng)40，該過濾網(wǎng)的網(wǎng)眼寬度特別優(yōu)選地為60 μ m至80 μ m。第一過濾層32被板狀地構(gòu)造為平的圓形板，第二過濾層34沿流體的流動方向凸起地構(gòu)造成殼。兩個過濾層32和34在其側(cè)面相互壓合并且橫向于流體的流動方向定位。此外，兩個過濾層32和34與導(dǎo)流元件36接合。導(dǎo)流元件36被構(gòu)造為直截錐體的周面42的形式。由此，實現(xiàn)了具有縱軸線46的流動通道44，該流動通道在其相對的兩端具有較小的第一橫截面和較大的第二橫截面。較小的第一橫截面在此位于兩個過濾層32及34附近，較大的第二橫截面位于保持元件38的附近。保持元件38就其本身而言又與導(dǎo)流元件36接合，此外借助于在圖I中所示出的活塞彈簧20的彈簧力被壓靠在泵殼體12的端面24上。通過這種方式，過濾器22被整體地保持在其位置上。圖2還示出了排出通道26和一部分排出閥28，該排出閥帶有成形為球體的排出閥封閉體48以及排出閥座50。在此處，排出閥封閉體48密封地貼靠在排出閥座50上，使得排出通道26流體密封地被封閉。排出通道26在流體的流動方向上沿縱軸線46漸縮地形成。排出通道26由中空且優(yōu)選筆直的截錐體的周面52限定。因此，分別垂直于排出通道26的縱軸線46切割，排出通道26在其相對的兩端具有較大的橫截面和較小的橫截面。在此處，較大的橫截面位于過濾器22的附近，較小的橫截面位于排出閥封閉體48附近。流體通過過濾元件30和導(dǎo)流元件36的過濾網(wǎng)40穿流經(jīng)過過濾器22。在穿流時，流體流相應(yīng)于過濾元件30及導(dǎo)流元件36的定向、因而相應(yīng)于過濾網(wǎng)40的定向受到影響。通過這里的導(dǎo)流元件36，流體流(Fluidstromung )聚集并且流體流通過這里的過濾元件30以其沿流動方向凸起地形成的第二過濾層34被展開。由此，實現(xiàn)了流體流目標(biāo)明確地朝向排出閥封閉體48流動以及流體流將該排出閥封閉體擠開。排出閥28被打開，流體通過排出通道26流出。在流出期間，排出閥封閉體48借助于流體流與排出閥座50以間隔開的方式保持處于振動。這種振動的振幅減小，因為流體目標(biāo)明確的流動在流體流中很少產(chǎn)生導(dǎo)致振動的壓差。特別有利的是，流體流的目標(biāo)明確的聚集借助這里的排出通道26的設(shè)計而增強。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾器22的第二實施例，該過濾器22具有過濾元件30、很大程度為板形的第一過濾層32和以沿流動方向凸起的方式設(shè)計的第二過濾層34。第二過濾層34的沿第一過濾層32的大小小于第一過濾層32的大小。此外，第二過濾層34定位在第一過濾層32的中心。過濾器22在過濾元件30上由未進一步示出的活塞彈簧20壓靠在泵殼體12上，并由此被固定。對流動的引導(dǎo)功能，特別是聚集，在此處大部分通過排出通道26的設(shè)計來承擔(dān)。為此，排出通道26在此具有兩個沿流體流動方向漸縮地形成的部分54和56。第一部分54沿流體流動方向與過濾器22緊接著，第二部分56沿流體流動方向與部分54緊接著。兩個部分54和56有利地分別由相應(yīng)的中空且優(yōu)選筆直的截錐體的周面58和60限定。在此處，在相應(yīng)的周面58和60與過濾元件30之間分別構(gòu)成傾斜角62和64。周面58相對于過濾元件30的傾斜角62小于周面60相對于過濾元件30的傾斜角64。特別優(yōu)選的是，在兩個周面58與60之間存在朝排出通道26方向彎曲的表面66。這種設(shè)計使得流體在穿流經(jīng)過第一過濾層32且部分地穿流經(jīng)過第二過濾層34之后沿排出通道26的第一部分54被導(dǎo)引并聚集。隨后，流體沿第二部分56目標(biāo)明確地朝向排出閥封閉體48被導(dǎo)引，由此排出閥封閉體48被流體流擠開并且排出閥28被打開。通過優(yōu)化流體流實現(xiàn)了前述優(yōu)點。最后，應(yīng)該注意的是，在申請文件中、特別是在從屬權(quán)利要求中提及的所有特征，盡管為引用一個或多個確定權(quán)利要求的形式，但也可以單獨地或以任意組合的方式得到單獨的保護。
權(quán)利要求
1.一種用于液壓活塞泵的泵元件(10)，所述泵元件具有包圍泵內(nèi)腔(14)的泵殼體(12)、位于所述泵殼體內(nèi)的活塞(16)、用于使流體進入所述泵內(nèi)腔(14)中的進入閥(18)、用于使所述流體從所述泵內(nèi)腔(14)排出的排出閥(28)以及用于過濾所述流體中的雜質(zhì)的過濾器(22)，其特征在于，所述過濾器(22)沿所述流體的流動方向設(shè)置在所述活塞(16)與所述排出閥(28)之間。
2.按照權(quán)利要求I所述的泵元件，其特征在于，所述過濾器(22)包括具有過濾網(wǎng)(40)的至少一個過濾元件(30),所述過濾網(wǎng)的網(wǎng)眼寬度為20 μ m至120 μ m,優(yōu)選為40 μ m至100 μ m,特別優(yōu)選為60 μ m至80 μ m。
3.按照權(quán)利要求2所述的泵元件，其特征在于，所述至少一個過濾元件(30)是板形的并且橫向于所述流體的流動方向定位。
4.按照權(quán)利要求2所述的泵元件，其特征在于，所述至少一個過濾元件(30)沿流動方向凸起并且橫向于所述流動方向定位。
5.按照權(quán)利要求2至4中任一項所述的泵元件，其特征在于，所述至少一個過濾元件(30)是多層的。
6.按照權(quán)利要求2至5中任一項所述的泵元件，設(shè)有活塞彈簧(20)，用于將所述活塞(16)與所述活塞的泵送方向反向地復(fù)位，其特征在于，所述過濾器(22)借助所述活塞彈簧(20)被夾緊。
7.按照前述權(quán)利要求I至6中任一項所述的泵元件，其特征在于，所述過濾器包括導(dǎo)流元件(36)，用于緊挨在所述排出閥(28)之前對流體流進行定向。
8.按照權(quán)利要求7所述的泵元件，其特征在于，通過所述導(dǎo)流元件(36)構(gòu)成流動通道(44)，以沿流動方向?qū)⒘黧w流聚集。
9.按照權(quán)利要求I至8中任一項所述的泵元件，設(shè)有用于將所述流體從所述泵內(nèi)腔(14)導(dǎo)出的排出通道(26)，其特征在于，所述排出通道(26)沿所述流體的流動方向漸縮。
10.具有按照權(quán)利要求I至9中任一項所述的泵元件(10)的液壓活塞泵的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液壓活塞泵的泵元件(10)，所述泵元件具有包圍泵內(nèi)腔(14)的泵殼體(12)、位于所述泵殼體內(nèi)的活塞(16)、用于使流體進入所述泵內(nèi)腔(14)的進入閥(18)、用于使所述流體從所述泵內(nèi)腔(14)排出的排出閥(28)以及用于過濾所述流體中的雜質(zhì)的過濾器(22)，其中，所述過濾器(22)沿所述流體的流動方向設(shè)置在所述活塞(16)與所述排出閥(28)之間。
文檔編號F04B53/20GK102889206SQ201210257789
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者W·舒勒, R·斯托茨 申請人:羅伯特·博世有限公司