根据本发明的第一方面,本发明的目的通过一种用于车辆制动系统的压力发生器实现,所述压力发生器包括可以单独(分别)进行操作的泵组件,所述泵组件具有:缸座,所述缸座具有用于液压流体的至少一个入口和用于所述液压流体的至少一个出口,其中在所述缸座中设置有一个、两个或更多个接收有泵送活塞的液压缸;致动单元,所述致动单元用于所述泵送活塞.所述压力发生器还包括壳体,所述壳体用于至少部分地接收所述泵组件,其中所述壳体具有至少一个第一流体连接装置并将所述缸座上的所述入口或所述出口连接至所述第一流体连接装置.
设置有可以单独进行操作的泵组件可以将缸座和接收壳体的功能分开。这种功能的分开使所述缸座和所述接收壳体在各自的功能性方面得到优化。而且,通过可以单独进行操作的泵组件实现所述压力发生器更简单的安装以及增强的维护性。
除了具有第一流体连接装置之外,所述接收壳体可以具有至少一个第二流体连接装置,所述壳体(在存在插入所述壳体中的泵组件的情况下)将所述第一流体连接装置连接至在所述缸座上的所述入口,并将所述第二流体连接装置连接至在所述泵组件上的所述出口。联结至所述入口的所述第一流体连接装置被方便地设置用于流体源(例如用于流体容器或主
制动液压缸)。联结至所述出口的所述第二流体连接装置可以被联结至至少一个液压回路(例如联结至制动回路)。根据连接装置的所述改型,所述接收壳体既起到在所述缸座上的所述至少一个入口和所述流体源之间的
接口的作用,还起到在所述至少一个出口和一个或多个液压回路之间的接口的作用。根据一个可选择的改型,所述接收壳体只实现所述两个接口功能中的一个。因此,所述流体源或至少一个所述液压回路也可以直接连接至所述缸座上的所述入口或所述出口。
所述缸座在邻接所述接收壳体的区域中可具有至少一个缸孔。对于每个液压缸也可以均具有邻接所述壳体的这种类型的缸孔。所述缸孔可以通过闭合元件(例如通过封闭塞或通过诸如
阀之类的流体控制元件)和/或通过壳体进行约束。每个缸孔自身可以设置有闭合元件。然而,还可以设置公用的闭合元件(例如,封闭缸座的闭合元件)用于两个或更多个或全部缸孔。
闭合元件可以以在压力发生器操作时所述闭合元件
支撑抵靠在壳体上的方式联结至缸座。因此所述闭合元件不必通过承受高压的(
螺纹的或敛缝的)连接装置紧固在缸座上或缸座中。相反,由于当泵组件处于安装状态时,至少一个闭合元件靠在壳体上,可以将所述至少一个闭合元件联结至所述缸座,因此即使受到压力作用,所述联结也是可靠的。
当在缸座中设置多个液压缸时,所述液压缸在所述缸座中可相对彼此具有不同的固定预定的取向。根据一个第一改型,所述液压缸以星形方式设置在所述缸座中。因此,所述液压缸可以相对
驱动轴线基本径向地延伸。根据另一改型,液压缸在缸座中彼此平行地延伸。
所述缸座可以具有偶数或奇数个液压缸/活塞装置。因此,可以设置接收有泵送活塞的3、4、5、或6个或更多个液压缸。所使用的液压缸/活塞装置的数目由具体的需要确定。因此,在具有两个或更多个液压回路的车辆制动系统中,每个液压回路可以连接有至少一个液压缸/活塞装置。为了能够利用更高的液压力,每个液压回路可以设置有两个或更多个液压缸/活塞装置。所述液压缸/活塞装置可以通过致动单元同步或不同步地致动。为了使脉动峰平稳,每个液压回路应该设置至少两个不同步致动的液压缸/活塞装置。
压力发生器可以构建用于联结至两个或更多个液压回路.在这种情况下,在所述缸座中对于每个液压回路可以设置至少一个液压缸/活塞装置.根据一个改型,在缸座中构建至少一个用于制动力助力回路的液压缸/活塞装置以及至少另一个用于两个ABS回路中的每一个的液压缸/活塞装置.所有所述液压缸/活塞装置通过公用的致动单元方便地进行致动.
所述泵组件可以以多种方式联结至所述接收壳体。已证明可方便地将所述泵组件以可拆卸的方式设置在所述接收壳体中。在这种连接装置中,可以考虑使用
螺纹连接或夹紧连接。然而,在所述泵组件和所述壳体之间也可以使用不可拆卸的连接装置。所述压力发生器划分为一方面是可以单独进行操作的泵组件,另一方面是用于所述组件的接收壳体,可以根据它们的特定功能性对这两个构件进行优化。因此,所述接收壳体可以由不同于缸座的材料制造。所述壳体可以由诸如
铝之类的固体的第一材料构成,并在所述壳体中可以以简单的方式构建流体管线并且设置诸如阀(“
阀体”)的流体控制元件。另一方面,所述缸座可以由诸如
钢或灰口
铸铁之类特别耐磨的第二材料构成。
用于所述泵送活塞的所述致动单元可以包括多个构件。因此,例如所述致动单元可以具有偏心轮或旋转斜板以便可以不同步地致动所述泵送活塞。所述致动单元还可包括允许周期性致动所述泵送活塞的
电动机。所述致动单元自身可以设置有壳体,所述壳体紧固至所述缸座。
根据本发明的第二方面,提供一种用于在车辆制动系统中安装压力发生器的方法。所述方法包括:设置用于接收泵组件至少一部分的壳体的步骤,其中所述壳体具有至少一个流体连接装置;设置泵组件的步骤,所述泵组件可以被单独进行操作,所述泵组件具有:缸座,所述缸座具有用于液压流体的至少一个入口和用于所述液压流体的至少一个出口,其中在所述缸座中设置有一个、两个或更多个接收有泵送活塞的液压缸;以及致动单元,所述致动单元用于所述泵送活塞。所述方法还包括通过所述流体连接装置的连接将所述壳体连接至流体源或液压回路的步骤;以及将所述泵组件插入所述壳体中的步骤,其中在所述缸座上的所述入口和所述出口连接至所述流体连接装置。
如果所述壳体具有两个或更多个流体连接装置,则当所述壳体被连接时,至少一个第一流体连接装置可以连接至流体源,并且至少一个第二流体连接装置可以连接至至少一个液压回路。在这种情况下,泵组件可插入所述壳体中,使得在所述缸座上的所述入口经由所述壳体上适当的流体连接装置连接至所述流体源、并且所述出口经由所述壳体上另一个流体连接装置连接至至少一个液压回路。
所述压力发生器可模
块化地划分为一方面是可以单独进行操作的泵组件,另一方面是用于所述泵组件的接收壳体,在如上所述的第一步骤中可以使所述接收壳体被连接,在第二步骤中可以将所述泵组件插入已被连接的所述壳体中。然而,即使在连接所述壳体之前也可以使所述泵组件插入所述壳体,并且可以使完全装配的压力发生器随后连接至车辆制动系统。
还可以设置多个具有不同容量的泵组件(例如,不同数量的液压缸/活塞装置),并且根据所需要的容量选择一种特定类型的泵组件,并将所述泵组件插入壳体中。
模块化附件无论在生产方面、还是在车辆维修的情况下,以及当更换有故障的组件时都具有本质的优点。因此,例如有故障的泵组件可以从已连接的壳体上拆下,而将已修好的泵组件或新的泵组件插入所述壳体中。在该操作过程中,所述接收壳体不必与所述车辆制动系统分离。
在这一点上,还应当指出根据本发明的一些方面,特别是将所述液压缸/活塞装置连接至车辆制动系统以及各液压缸/活塞装置在这种系统的各液压回路上的分配还可以不考虑模块化概念而实现.因此可以例如在一个零件(诸如实体金属块的形式的)中构建所述缸座和所述壳体.
附图说明
本发明进一步的细节和优点通过以下对优选
实施例的说明,并且通过附图而体现,在所述附图中:
图1以立体图示出了根据本发明的压力发生器的第一实施例;
图2以局部分解示图示出了根据图1的压力发生器;
图3以局部截面图示出了根据图1的压力发生器:
图4以纵向截面示出了根据图1的压力发生器的缸座;
图5示出了根据图4的缸座面向接收壳体一侧的立体图;
图6示出了根据图4的缸座背向接收壳体一侧的立体图;
图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的能够单独进行操作的泵组件的立体图;
图8示出了根据图7的泵组件的正视图;
图9示出了根据图7的泵组件的后视图;
图10示出了穿过根据图7的泵组件的纵向截面;
图11示出了穿过根据图7的泵组件在缸座区域中的横截面;
图12示出了图11的放大的细节;
图13示出了根据本发明另一实施例的压力发生器的立体图;
图14示出了穿过根据图13的压力发生器的纵向截面;
图15示出了穿过根据图13的压力发生器的另一纵向截面的放大区域;
图16至图19示出了根据图13的压力发生器的多个横截面图;
图20示出了根据本发明另一实施例的多回路车辆制动系统,其中具有根据本发明的压力发生器的各液压缸/活塞装置的简略示图;以及
图21示出了根据图20的压力发生器的缸座的简略示图。
下面将对用于液压或电动液压的车辆制动系统的多种多
活塞泵压力发生器进行描述。所述压力发生器提供致动一个或多个车轮制动器所需要的液压力,并且可以例如是液压制动力助力系统或ABS、ASR、ACC、或VSC(车辆
稳定性控制装置,还可称为“ESP”)调节设备的构成部件。
图1以最终组装的状态示出了用于车辆制动系统的根据本发明的压力发生器10的第一实施例的立体图。所述压力发生器10例如适用于实施VSC调节设备。
根据图1的压力发生器10包括泵组件12,所述泵组件12可以单独进行操作并且被部分接收在实体铝块形式的接收壳体14中,其中在所述接收壳体14中构建有流体管线,并且设置有流体控制元件。所述压力发生器10包括作为第三主构件的单元16,所述单元16旋到壳体14上以
接触压力发生器10的电气构件。
部分插入壳体14中的泵组件12包括:圆环形缸座18,所述缸座18在图1中仅部分可视并由诸如钢或灰口
铸铁之类的耐磨材料制成;以及致动单元20,所述致动单元20被紧固至缸座18.所述致动单元20被接收在罐形壳体22中.
用于泵组件12的接收壳体14的上侧上具有多个流体连接装置24。当压力发生器10处于最终安装的状态时,所述压力发生器10通过所述流体连接装置24连接至流体源,并且连接至一个或多个液压回路。
图2示出了压力发生器10的另一立体图,其中泵组件12以局部分解图示出。缸座18的环形结构可以被清楚地看到。六个液压缸全部设置在所述缸座18中。在这六个液压缸中,只有构建在缸座18外周上的几个缸孔26可以在根据图2的视图中看到。当泵组件12处于已安装状态时,缸孔26邻接设置在壳体14中用于接收缸座18的罐形间隙的外周。总共六个液压缸以星形方式设置在缸座18中。换言之,所述液压缸沿相对于泵组件12的纵向轴线A的径向延伸。为此,所述压力发生器10还被称为“径向多活塞泵”。
泵送活塞28以可移动的方式接收在构建于缸座18中的每个液压缸中。当泵组件12被安装时,在其中一个泵送活塞28(穿过对应的缸孔26)被分别引入设置用于泵送活塞28的液压缸中之后,所述液压缸通过闭合元件30封闭。在根据图2的实施例中,所述闭合元件30构建为封闭塞。当最终安装的压力发生器在操作中时,由于所述封闭塞可以支撑抵靠在壳体14上,因此在所属液压缸中不再需要对封闭塞进行特别细致地锚固。特别是,可以放弃使用诸如敛缝操作或螺纹连接之类传统的锚固技术。
缸座18在面向接收壳体14的端面上具有用于每个液压缸/活塞装置的一个流体入口32和一个流体出口34。每个流体出口34在缸座18中通向筒形的低压区,在每个流体出口34中插入密封环36和连接圆筒38。
当泵组件12插入接收壳体14时,构建在缸座18上的流体入口32和流体出口34(经由设置在所述壳体14中的流体管线和流体控制元件)连接至壳体14上的流体连接装置24。更确切地讲,在缸座18上的流体入口32连接至用于流体源的连接装置24,并且在缸座18上的流体出口34连接至用于一个或多个液压回路的连接装置24。
图3示出了穿过根据图1的压力发生器10的局部纵向截面。可以清楚地看到泵组件12,或更确切是缸座18被插入接收壳体14中的罐形间隙40中的情形。缸座18以在所述缸座18和接收壳体14之间构建有可拆卸的压配合的方式插入设置用于所述缸座18的间隙40中。所述压配合的可拆卸结构允许泵组件12随后被更换,而不必使接收壳体14与车辆制动系统分离。
在图3中可以清楚地看到致动单元20的结构。所述致动单元20包括已经提到的罐形壳体22,所述罐形壳体22通过夹片(clip)42可拆卸地紧固至缸座18。所述致动单元20还包括电动机44,所述电动机44设置在壳体22中,并且具有附连至电动机轴48的偏心轮(eccentric)46。在根据图3的截面示图中并不能看到偏心轮46的偏心度。
所述偏心轮46与泵送活塞28的位于那些与闭合元件30相对的端部处的端面直接进行相互作用。由于偏心轮46的偏心度,这种相互作用以不同步的方式进行。这表示总共六个泵送活塞28中至少有一些活塞根据液压流体的引入及排出在泵送操作过程中在任意时间点位于不同的操作
位置。通过将两个或更多个不同步致动的泵送活塞连接至单个液压回路而可以使不希望的压力脉动平稳。
由图3表示的另一种情形是在压力发生器10处于操作时闭合元件30可支撑抵靠在壳体中的间隙40的圆周内壁上.如上所述,在闭合元件30和缸座18之间可以不使用细致的连接技术.
图4示出了穿过缸座18的纵向截面,其中泵送活塞28接收在以星形方式设置的液压缸49中。在缸座18上的流体入口32和流体出口38可被清楚地看到。同样可以看到闭合元件30仅仅通过压配合(而不是通过已提到的更细致的紧固技术)被紧固在缸座18中。
图5和图6再次示出了在安装泵送活塞28和闭合元件30之前的缸座18。图5是缸座18的面向接收壳体14并且具有流体入口32和流体出口34的端面的示图。图6示出了缸座18的面向致动单元并且具有以星形方式设置的缸壁的后侧。
为了将根据第一实施例的压力发生器10安装在车辆制动系统中,泵组件12被插入壳体14中,由此缸座18上的入口32和出口34被连接至在壳体14上的对应的流体连接装置24。在双回路车辆制动系统的情况下,可以将总共六个液压缸/活塞装置中的三个联结至第一液压回路,而将剩余的三个液压缸/活塞装置联结至第二液压回路。在缸座具有四个或八个液压缸/活塞装置的情况下,还可以使用轮选择致动装置。
可以在将所述壳体14连接至车辆制动系统之前或之后将泵组件12插入壳体14。因此压力发生器10的模块化结构可以在不必使壳体14与车辆制动系统分离的情况下对泵组件12进行更换。根据容量的要求可以设置用于多种类型机动车辆的组合有不同类型泵组件12的单一
型壳体14。
图7至图12示出了根据第二实施例的泵组件12。与第一实施例中泵组件12中相同的元件以相同的附图标记给出。由于第一实施例和第二实施例的泵组件存在较多的相同点,因此对第二实施例的以下说明限于对本质区别的讨论。
从根据图7的第二实施例的泵组件12的立体图可以看出,致动单元20具有从所述致动单元20的壳体22引出的电气连接装置50。所述电气连接装置50用于向设置在致动单元20的壳体22中的电动机(在图7中未示出)供电。
对比第一实施例,在第二实施例的泵组件12的情况中,流体出口34设置在环形缸座18的外周上并靠近所属缸孔26。在缸座18中的流体入口32构建在缸座18的面向用于泵组件12的接收壳体(未示出)的端面上。这种情形由根据图9的组件的正视图表示,而图8示出了后视图。在图9中还可以看到在第二示例性实施例中仅设置有五个液压缸。这种情形是因为图9示出的星形液压缸结构的臂总共有五个。
图10示出了穿过根据第二实施例的泵组件12的纵向截面。安装在电动机轴48上的偏心轮46的偏心度可以通过图10以及通过根据图11沿纵向穿过缸座18的截面表示。所述附图除了示出泵送活塞28和闭合元件30之外,还示出在第二实施例中
螺旋弹簧形式的弹性元件52设置在缸座18的各液压缸49中。每个
螺旋弹簧52沿偏心轮46的方向对所属泵送活塞28预拉伸,并因此保证所述泵送活塞28在任意操作位置时接触所述偏心轮46。
如上所述,在缸座18上的流体入口32和流体出口34具有与在第一实施例中不同的构造。如图11所示,流体出口34在圆环形缸座18中基本沿切线方向延伸,而流体入口32沿轴向延伸。这种情形通过根据图12的详细放大图特别清楚地示出。
本发明的第三实施例在图13至图19中示出.由于液压缸在缸座中的径向设置,在前两个实施例中的压力发生器还被称为“径向多活塞泵”,而第三示例性实施例涉及所谓的“轴向多活塞泵”.仅仅从液压缸/活塞装置的命名就可以推测,所述液压缸/活塞装置在第三实施例的压力发生器的情况下沿相对于所述压力发生器的纵向轴线的轴向延伸.在第三实施例中,与在前两个实施例中的功能相同的元件以相同的附图标记表示.
图13示出了根据第三实施例的压力发生器10的立体图。所述压力发生器10包括接收壳体14,在所述接收壳体14的某个区域中接收具有缸座(未示出)和致动单元20的泵组件12。所述致动单元20设置在壳体22中。根据第三实施例的压力发生器10可以被用作液压制动力助力器并且分别包括用于流体源和用于液压回路的一个流体连接装置24。
如根据图14的纵向截面所示,根据第三实施例的压力发生器10的泵组件12与前两个实施例的区别是在有关缸座18的结构方面和有关致动单元20的结构方面。所述致动单元20也设置有具有电动机轴48的电动机44。然而,在第三实施例中,所述电动机轴48并不驱动偏心轮,而驱动旋转斜板54。所述旋转斜板54联结至驱动板56,在所述驱动板56中可移动地安装有泵送活塞28的球形端截面58。与第一实施例对比,液压缸49和泵送活塞28沿相对压力发生器10的纵向轴线A的轴向延伸。
当电动机44在操作时,电动机轴48的旋转运动被传送至旋转斜板54,该旋转斜板54进行摆动,所述旋转斜板54的摆动传送至所述驱动板56,以使联结至驱动板56的泵送活塞28沿轴向向前及向后运动以传输液压流体。在该过程中,液压流体通过入口32吸入缸座18中,并经由出口34在一定压力下放出。流体通过入口32的输入沿轴向进行,而所述流体沿切线方向通过出口34排出。这种情形还在图16中示出,图16示出了沿图15的线A-A的截面。在根据图16的截面图中,接收壳体14还额外示出有用于液压回路的流体连接装置24。
根据图15,在流体入口32和流体出口34中分别设置有阀60、62。设置在各出口34中的阀62防止液压流体通过出口34吸入,而设置在各入口32中的阀60防止吸入的液压流体通过入口32排出。阀元件60在端面闭合液压缸49(确切地说是液压缸的缸孔)并由此起到闭合元件的功用。特别如图14所示,具有阀脚(valve foot)64的阀60靠在壳体14中的罐形间隙40的基部。为此,当压力发生器10在操作时,阀60可以支撑抵靠在所述壳体14上。因此,可以不使用用于阀脚64的细致的连接技术(例如,在缸座18上进行螺纹连接或敛缝)。
垂直图14的纵向轴线A的其它截面图如图17至图19示出。图17示出了沿线C-C的截面,图18示出了沿线D-D的截面,以及图19示出了沿线B-B的截面。
图20示出了根据本发明的车辆制动系统70,其中设置有根据本发明的多活塞类型的压力发生器。在图20中所述压力发生器由总数为八的液压缸/活塞装置28A、28B、和28C示出。
车辆制动系统70分别包括总共三个液压回路,即制动力助力回路72以及两个车轮制动器FR、RR、FL、以及LR的两个液压回路74、76。这三个液压回路72、74、76均以已知的方式联结至主制动液压缸78。所述主制动液压缸78可以通过制动
踏板80致动,并且具有用于流体源(图20中未示出)的连接装置80。所述制动力助力回路72在
输入侧同样联结至流体源82。
如图20所示,总共六个的多个液压缸/活塞装置28A设置在制动力助力回路72中,从而可以产生对制动力提供助力所需要的高液压力.阀84设置在制动力助力回路72的支路中,所述支路平行于液压缸/活塞装置而构建.所述阀84可以结合在用于压力发生器的泵组件的接收壳体中,所述压力发生器在图20中仅简略地示出.
对于液压回路74、76实现ABS的功能并且液压缸/活塞装置28B、28C分别起到用于相应制动回路74、76的ABS
循环泵的作用。由于本领域的技术人员已知设置在制动回路74、76中的流体控制元件的相应细节、特别是功能模式,因此在此省略更详细的说明。
图21简略地示出图20示出的车辆制动系统70的总共八个液压缸/活塞装置的设置,其中附图标记以与在前实施例相同的方式使用。可以清楚地看到设置在缸座18(仅简略示出)中用于液压循环的两个ABS液压缸/活塞装置28B、28C各设置在用于对制动力提供助力的成对设置的两个液压缸/活塞装置28A之间。所有八个液压缸/活塞装置28A、28B、28C都有利地通过单个致动单元致动,在图21中仅示出了所述致动单元的电动机轴48和偏心轮46。从而图21中示出的附件对三个独立的液压回路可以仅设置一个泵电动机。
由于总共六个液压缸/活塞装置28A设置用于制动力助力回路72(也就是说,“其自身的”多活塞泵),因此不必依靠高压或中压蓄压器就可以获得足够积累的制动压力。而且,在这种情况下可以省略诸如蓄压器充压
传感器或蓄压器过压阀之类的其它构件。由于设置在制动力助力回路72中的液压缸/活塞装置28A(通过包括偏心轮46的致动单元)的不同步致动,而使所述回路中的压力脉动平稳至在致动制动踏板80时驾驶员感觉不到任何其不适应的反作用力的程度。由于在ABS循环中容许存在压力脉动,因此仅有单个阀/活塞装置28B、28C被设置用于各液压回路74、76。
在参考图20和图21说明的压力发生器的情况中,压力经由(仍然仅仅经由)
电磁阀进行调节,其中磁力经由PWM或
电流调节装置设定。随后制动力助力压力根据经由电磁阀的流出量而设定。
有利的是,在有关
能量平衡的方面,在存在制动力助力的情况下,根据图20和图21的压力发生器仅仅产生驾驶员需要的压力(大多数情况下为5、10、20、或极少数为30巴)。压力发生器的负荷相应较低。诚然,所述压力发生器具有相对较长的运行时间,然而从所述压力发生器的工作寿命的方面出发,这比较始终必须在高(储)压的情况下实现输出更有利。所述压力发生器在压力保持及压力降低阶段还可以被关闭。
通过对优选实施例的说明可以看出,根据本发明的压力发生器10对比传统的压力发生器具有一系列优点。例如,一方面,泵组件12可以单独地进行操作,而且另一方面,用于所述组件12的接收壳体14是有利的。这种模块化附件可以在不必使接收壳体14与车辆制动系统分离的情况下在泵组件12上进行保养或维修操作。
有利的是,这种模块化结构允许接收壳体14和缸座18根据特定的需要用不同的材料进行制造。因此,由于泵送活塞28在液压缸49中的运动而受到高负荷的缸座18可以用特别耐磨的材料制造,而对于接收壳体14,特别是如果所述接收壳体14还具有如第一实施例的流体传导或流体控制功能性,所述接收壳体14可以用诸如铝之类的易于加工的材料制造。还有利的是,当压力发生器在操作时,通过这种模块化设计使诸如阀或塞子之类的液压缸闭合元件能够支撑抵靠在接收壳体上,从而不必使用细致的连接技术。