专利名称：活塞泵的制作方法
现有技术本发明涉及一个输送液压流体，特别是用于机动车制动装置的活塞泵，其属于权利要求1前序部分限定的技术领域。
在这种类型的一个公知活塞泵(DE4407978A1)中，该阶梯活塞被制成一体式的车削构件，其中，车制多个环槽用于构成泵腔和用于容纳密封件。这样的泵活塞由于明显的加工耗费导致成本昂贵。该阶梯活塞具有一个较大直径的区域和一个较小直径的区域。为了在这两个直径之间获得一个明显可见的差别必须在阶梯活塞上车掉许多材料，这就导致了一个明显的加工费用。而且该阶梯活塞在其较小直径的区域内是轴向可移动安置的。由于这种安置结构，该阶梯活塞还必须在这一区域中具有一个好的形状精度和表面质量。因为，该阶梯活塞的直径在这个支承位置处是减小的，所要求的形状精度和表面质量只有用增大的加工费用才可以实现。
在一个同样为这种类型的公知活塞泵中(FR1218349A1)，该阶梯活塞是两构件的结构并包括一个活塞柱体，它在一个阶梯孔之较大直径的孔段中导行并以其相互远离的端面分别限定一个泵腔；还包括一个在较小直径的孔段中导行的活塞杆，它贯穿通过一个泵腔并用一个端侧的领口结构吻合地衔接在一个于活塞柱体的端面内加工的凹槽中。这样一个两构件设置同样要求高的加工成本，特别是因为活塞柱和活塞杆需要各自的导引结构以用于其轴向运动。因为该活塞柱和活塞杆分别各自单独地被导引，这就意味着，由于必需的基本导引长度，也导致一个总体较大的结构长度。
本发明优点
本发明具有权利要求1特征部分之特征内容的活塞泵相对现有技术具有的优点是，该阶梯活塞可以成本很低廉地制造并且相对于一构件式的车削件或一种分为活塞杆和活塞柱之两构件的阶梯活塞而言具有一个明显的成本优越性。因此，对于本发明活塞泵来说由于具有通过泵活塞的阶梯结构带来的即便在较低的温度下也有较高的输送功率的优点，所以对于较低价位之机动车的廉价制动装置的市场也可以打进去并在此方面能够有助于改进它的制动功率。
通过在另外的权利要求中提出的措施就能对权利要求1限定的活塞泵作出有利的发展变型和改型。
下面，借助附图中描述的实施例和以后的说明书对本发明作详细解释。
图1是一个用于机动车制动装置的活塞泵纵剖图；图2是在一个改型的活塞泵情况下取自图1中局部II的放大图；图3a和3b分别是一个压装在实心柱体上的套筒纵剖图，其用作图2中二个实施例的活塞泵之阶梯活塞。
实施例的说明在图1中以局剖纵剖方式描述的活塞泵用于输送液压流体并特别地设置为一个在机动车制动装置中的泵且被应用于控制轮制动缸中的压力。根据制动装置的类型，对于这种形式的制动装置采用了缩写标号ABS或ASR或FDR或EHB。在这种制动装置中，泵例如被用于将制动液体从一个轮制动缸或从多个轮制动缸回送到一个主制动缸(ABS)中和/或将制动液体从一个贮存容器输送到一个轮制动缸中或多个轮制动缸(ASR或FDR或EHB)中。该泵例如在一个防抱死系统(ABS或ASR)的制动装置中和/或在一个用作助力转向器的制动装置(FDR)中和/或在一个电液制动装置(EHB)中都是需要的。具有这种防抱死系统(ABS或ASR)就可以例如在一个将强烈的压力作用到制动踏板(ABS)上的制动过程期间防止机动车轮的一种锁定并且/或者在强烈的压力作用到油门踏板(ASR)上时可以防止机动车之被驱动的车轮发生一个满转。在一个用作助力转向器(FDR)的制动装置中，可与制动踏板或油门踏板的操作无关地在一个轮制动缸中或多个轮制动缸中建立起一个制动压力，以便例如防止机动车从驾驶人希望的轨道中突然偏出。该泵还可被用于一个电液制动装置(EHB)中，其中，泵将制动液体输送到轮制动缸中或多个轮制动缸中，只要此时，一个电的制动踏板传感器测知一个制动踏板的操作，或者其中，该泵用于填充一个制动装置的贮存器。
该活塞泵具有一个泵体10，其中，构成一个筒形的泵腔11。在泵腔11中，一个阶梯式活塞12可轴向移动地导行，它被一个此处未描述的驱动元件驱动克服泵弹簧13的复位力作住和返的行程运动，该驱动元件连接在图1中该阶梯活塞12之右边的端面121上。如在DE4407978A1中所描述的，该驱动装置可以是一个回转的偏心件，阶梯活塞12的端面121被通过泵弹簧13挤靠在其外圆周上。
出于成本低廉的制造原因，该阶梯活塞12由一个实心柱体14和一个在此柱体14上固装的支承盘或套筒16构成。该实柱体14在其图1中的左边部分上稍被车削一下，因此，构成一个直径较小的柱段141和一个直径较大的柱段142，在其过度区构成一个径向延伸的台肩15。该较小柱形的柱段141的直径仅仅比较大直径的柱段142的直径稍小一些，因此，仅需要较小的，材料切削量或材料变形，就可获得实心柱体14上的台肩15。该套筒16被压装在直径较小的柱段141上并支承在台肩15上。一个同样套装在柱段141上的合成橡胶密封件17用于阶梯活塞12相对于泵腔11之缸壁111的密封。在套筒16和橡胶密封件17之间安置一个滑动环18，其由聚四氟乙烯(PTFE)构成。该滑动环18同样以轻微的挤压作用被套装在较小直径的柱段141上。它为阶梯活塞12在泵体10的筒壁111中并在端面122的区域中提供一个第一导引段32a。
该泵体10的筒壁111是台阶式结构设置并在阶梯活塞12的一端面121的区域内具有一个比在阶梯活塞12之另一端面122的区域内较小的直径。依此，在端面121的区域内产生一个对阶梯活塞12导引的第二导引段32b。在端面122的区域内，该阶梯活塞12在滑动环18的外直径上导行。因此，就产生了阶梯活塞12之作用表面希望的分级设置并因此，也产生了由于阶梯活塞12的阶梯结构导致的优点，特别是在低的温度情况下。为了在泵体10和实心柱体14间的密封，可以在泵体10的第二导引段32b的区域内设置一个未描述的环绕的并带有装入的密封环的槽。因为该套筒16只有在实柱14的表面加工以后才被安装上，所以该柱体14在第二导引段32b的区域内具有其较大的直径，这样就使柱体14有一个简单的加工性。因此，不用花费较大的加工成本就可以使在导引段32b的区域内的柱体14具有一个好的尺寸，形状和表面特性，进而获得一个好的导引段32b并且对在导引段32b区域内设置的密封件的使用寿命产生有利影响。
设置成螺旋压力弹簧的泵弹簧13一方面支承在安装于泵腔11中的支承件20上，另一方面，支承在弹簧盘19上，弹簧盘靠置在阶梯活塞12或实柱体14之左边端面122上，并且与合成橡胶密封件17有轴向的间距和如此配置，即，该合成橡胶密封件17在轴向上不被施加予应力。
该阶梯活塞12将泵腔11分割成两个相互分开的泵腔21，22，该泵腔21通过一个抽吸通道23与一个泵入口相连接，泵腔22通过一个压力通道24与一个泵出口相连接。该泵腔21在以后被称为低压腔21，而泵腔22则在以后被标为高压腔22。在阶梯活塞12内，一方面从端面122起加工一个中央袋孔25；另一方面与该袋孔25相垂直加工多个径向孔26，它们通入该袋孔25中。通过袋孔25和径向孔26就在泵腔21和泵腔22间形成一个连通，其借助一个第一单向阀27而可以封闭。为了实现该单向阀27，一个包围该袋孔25的阀座28被加工在阶梯活塞12的端面122中，用一个阀闭合弹簧30将一个阀球29挤压在阀座28上。同时，这个同样设置为螺旋压力弹簧的阀闭合弹簧30一方面支承在阀球29上，另一方面支承在一个弹簧架31上，而弹簧31被固定在用于泵弹簧13的弹簧盘19上。该阀闭合弹簧30是明显弱于泵弹簧13的。
在高压腔22和低压腔21之间置有一个在图中为了更好地观察而仅用符合表明的第二单向阀27’。第一单向阀27作为流入阀而工作，该第二单向阀27’则作为流出阀工作。
在图1中描述的阶梯活塞12的位置上，该阶梯活塞12达到了其一个行程端部位置上，其中，它在图1中被推向左边最大位置并同时，液压流体从泵腔22通过第二单向阀27’和压力通道24输送至泵出口。在此时由于泵弹簧13的作用阶梯活塞12被置于返回运动时(在图1中往右边)，该单向阀27就打开，液压流体就从泵腔21通过孔25，26流入到泵腔22中。如果该阶梯活塞12又在图1中向左边运动时，则在关闭的单向阀27情况下，液压流体从泵腔22通过压力通道24输送到泵出口，其中，由于两个导引段32a和32b的直径差同时通过抽吸通道23使得液压流体补充流入到泵腔21中。
作为例子描述的使泵腔21和泵腔22相连接的方式还可以设置为另外的形式。例如这个连接结构可以通过泵体10延伸。该单向阀27，它允许从泵腔21到泵腔22的流动，但是却阻止相反方向的流动，也可以例如通过一个边缘控制装置来替代。
为使套筒16压装到实心柱14的较小直径的柱段141上，则必需一个精确的配合。为此，在图1描述的实施例情况下，必需使该较小直径的柱段141有一个足够的尺寸、形状精度和表面质量。如果在一个圆柱体件情况下，在一个直径减小的区域设有一个特别的尺寸、形状精度和表面质量时，则这就意味着一个增加的加工费用，它高于当该圆柱体仅在其最大直径的区域内必须加工成具有相同的特性的情况。
为使套筒16毫无损伤地可以推装到阶梯活塞12上，在图1中描述的实施例情况下，有利的是，在左边的端面122和较小直径的柱段141之间的过渡处设置一个倒角。这个倒角的制做虽然不是特别费钱的，但是因为泵是大量生产的，所以总起来要扮演一个可观的角色。
为了避免生产中的上述困难和降低实心柱体14的制做成本，在图2中描述的改型活塞泵实施例情况下，该套筒16’设有一个在轴向上看，分级设置的内孔。该较大直径的柱段142之外直径是有极高(公差)尺寸精度的，因为它可以被贯通(一次走刀)磨削而成，所以可获得一个很好的，可靠的套筒16’之挤压配合。因为可以贯通磨削，所以使较大直径的柱段142制做成具有高质量的尺寸，形状和表面特性也是相对简单的。为了制做具有相同质量的较小直径的柱段141，则花费是较大的。此外，在图2中描述的活塞泵与图1中的活塞泵相一致，相同的构件设有相同的标号；进而关于图1的说明对应地适用于图2。
为了清楚表明套筒16’的结构，还再一次将其在图3a中作了描述。一个稍加改型的套筒16’表示在图3b中。在两个于图3a和3b中描述的变型方案中，套筒16’的内直径是分级设置的结构。该套筒16’具有一个较小直径的套筒段163’，一个较大直径的套筒段165’，在两个套筒段163’和165’之间的过度处具有一个台肩164’，一个倒角166’和具有一个外直径167’。
该较小直径的套筒段163’的直径以相对大的间隙与较小直径的柱段141协调一致，因此，套筒16’就可以容易地和无阻力地套置到柱体14上，并直至该较大直径的套筒段165’到达该较大直径的柱段142。在轴向上观察，该较小直径的套筒段163’是相当短的。该锥形配置的台肩164’的斜度和实心柱体14之锥形设置的台肩15的斜度是相互协调一致的，同时，即使一个角度差也不会有损伤。因为，台肩164’是锥形倾斜的，所以将套筒16’通过在左边端面122和较小直径的柱段141之间过度处的边棱而套推到实心柱体14上就容易了，同时，无需将这个位于实心柱体14上的边棱设置一个倒角。
较大直径的套筒段165’的直径和较大直径的柱段142的直径是如此相互协调的，即，在套筒16’完全插装到实心柱体14上以后，该较大直径的套筒段165’以挤压作用固定在较大直径的柱段142上。因为能够容易实现的是，以高的精确度制做出较大直径的柱段142和较大直径的套筒段165’，所以不用大的花费就可获得一个套筒16’在实心柱体14上的精确定位。
套筒16’的外直径167’是与筒壁111的直径如此协调的，即，在这两个直径之间设置一个尽可能小的隙缝，以便防止滑动环18挤入到这个位于筒壁111和外直径167之间的隙缝中；另一方面，这个隙缝还应该足够大，以便防止该套筒16’擦伤筒壁111。因为，该套筒16’以高的精度固定到实心柱体14上，所以就能够使位于外径167’和筒壁111之间的隙缝设置得相当小。
为了容易地使较大直径的套筒段165’套推到较大直径的柱段142上，可在较大直径的套筒段165’的前端部上设置倒角166’。
通过应用一个相应成型的工具，就可以不用大的耗费在一个加工工序中制做出高精度的包括了套筒段163’，165’，台肩164’和倒角166’的套筒16’之内直径。由于导引段32b，该较大直径的柱段142就必须设有高的精度。由于在图2中描述的实施例情况下，该套筒16’在径向上安置在因导引段32b以高精度制做的较大直径之柱段142上，所以，为了套筒16’在径向上的固定就无需额外的加工该柱体14了。
这两个在图3a和3b中描述的套筒16’之变型实施例的不同在于，在图3a中描述的实施例中，并在外直径167’远离滑动环18的侧端上设置一个车削槽168’。在滑动环16’和导引段32b(图1)之间可以设置不同的、未描述的嵌入结构，例如一个过渡筛网。为了实现一个总体尽可能较小的结构尺寸，设置了该车削槽168’，以便提供用于所述嵌入结构的空间。
该套筒16或16’被固定在阶梯活塞12之柱体14上。在径向上观察时，该套筒16，16’被固定在直径较小的柱段141上(图1)或直径较大的柱段142上(图2)。在轴向上观察时，该套筒16或16’则被固定在对着高压腔22的台肩15上。当阶梯活塞12在一个单向行程期间将液压流体推向压力通道24时，在高压腔22中的压力就明显大于低压腔21中的压力。在这两个压力之间的压力差就使套筒16，16’挤压到台肩15上。可能的是，在一个单向行程期间，在低压腔21中的压力是零，同时，在高压腔22中的压力达到一个高的数值。通过在柱体14上之对着高压腔22的台肩15，承担作用在套筒16，16’上的力是毫无问题的。同时，该台肩15是径向延伸的(图1)，还是锥形倾斜的(图2)都无关紧要。
这个最好由合成橡胶材料制成的密封件17将高压腔22和低压腔21密封隔开。该密封件17被套筒16，16’在轴向上定位。
该密封件17延伸通过环腔的整个高度，而环腔在筒壁111和较小直径的柱段141之间形成。依此，该密封件17就可以实现，不让液压流体从高压腔22通过套筒16，16’之外直径和筒壁111之间的隙缝、也不让通过套筒16，16’之内径和柱体14间的隙缝到达低压腔21中。还要提及的是，套筒16，16’分别在其外直径上和在其内径上带有单独的密封件以进行密封也是可行的，但是，这将要求应用多个密封件。这些在附图中描述的实施例具有优点是，用一个密封件17就能实现高压腔22相对低压腔21的密封作用。
权利要求
1.用于输送液压流体并特别用于机动车制动装置的活塞泵，具有一个在泵腔中轴向可移动的阶梯活塞，它用一个活塞段将泵腔分割成一个可变腔容积的低压腔(21)和一个可变腔容积的高压腔(22)，其特征在于该阶梯活塞(12)包括一个带有一个对着高压腔(22)的台肩(15)的柱体(14)，和包括一个在该柱体(14)上固定的并被高压腔(22)中的压力挤压到台肩(15)上的套筒(16，16’)。
2.按权利要求1所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16，16’)支承一个使高压腔(22)相对低压腔(21)密封的密封件(17)。
3.按权利要求1或2所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16，16’)支承一个使阶梯活塞(12)在泵腔(11)中导行的滑动环(18)。
4.按权利要求1至3之一所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16，16’)是力接合地压装在柱体(14)上的。
5.按权利要求1至4之一所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16；16’)以其背离合成橡胶密封件(17)的端面靠置在一个环绕柱体(14)圆周的台肩(15)上。
6.按权利要求3至5之一所述的活塞泵，其特征在于滑动环(18)安置在套筒(16)和合成橡胶密封环(17)之间并由塑料，最好由聚四氟乙烯(PTFE)构成。
7.按权利要求1至6之一所述的活塞泵，其特征在于一个制成螺旋压力弹簧的活塞复位弹簧(13)一方面支承在泵腔(11)中的一个支承件(20)上，另一方面支承在阶梯活塞(12)上。
8.按权利要求1至7之一所述的活塞泵，其特征在于在这两个泵腔(21，22)之间设置一个借助一控制元件可关闭的连接结构。
9.按权利要求8所述的活塞泵，其特征在于在两个泵腔(21，22)之间的连接结构设置为在阶梯活塞(12)中的孔(25，26)；而控制元件设置为单向阀(27)。
10.按权利要求4-9之一所述的活塞泵，其特征在于在柱体(14)上被套筒(16，16’)所限定的柱段(141)具有一个相对该柱体直径减小的外直径；该台肩(15)构成该直径较小的柱段(141)之外表面和较大直径之柱段(142)的外表面间的过度区。
11.按权利要求10所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16)套置在较小直径的柱段(141)上；在套筒(16)之内表面和较小直径的柱段(141)的外表面之间要产生力接合。
12.按权利要求10所述的活塞泵，其特征在于该套筒(16’)通过其内直径的阶梯结构置有一个较小内径的套筒段(163’)和一个较大内径的套筒段(165’)；该套筒(16’)用其具有较小直径的套筒段(163’)以相对大的间隙套置在较小直径的柱段(141)上；在较大直径的套筒段(165’)之环形内周面和较大直径的柱段(142)之外周面之间产生力接合。
13.按权利要求12所述的活塞泵，其特征在于为了使套筒(16’)的装配简便，在两个套筒段(163’，165’)之间构成的台肩(164’)是锥形倾斜的。
14.按权利要求13或14所述的活塞泵，其特征在于较大直径的柱段(142)被直径精确地无心磨削加工。
全文摘要
在一个用于输送液压流体、特别用于机动车制动装置的活塞泵中置有在泵腔(11)中轴向可移动的阶梯活塞(12),为了降低加工成本,该阶梯活塞(12)由一个柱体(14),其具有基本不变的外直径和一个在柱体上轴向不可位移地固定的套筒(16)组成,该套筒最好压装在柱体(14)上。一个套装在被套筒(16)限界的柱段(141)上的合成橡胶密封件将柱体(14)相对于泵腔(11)的壁部(111)密封并将泵腔分割成两个可变腔容积的泵腔(21,22)。
文档编号F04B53/14GK1200790SQ97191209
公开日1998年12月2日 申请日期1997年6月3日 优先权日1996年9月19日
发明者沃尔夫冈·舒勒, 诺贝特·阿拉泽 申请人:罗伯特·博施有限公司