CN109804174A - 具有分成两部分的动态的密封部段的静液压执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车总成的静液压执行器(1)，其具有活塞(2)，所述活塞能纵向移动地设置在壳体(3)之内，其中在所述活塞(2)的罩面(4)和所述壳体(3)之间流体密封地装入有密封件(5)，其中所述密封件(5)具有固定区域(6)，所述密封件在所述固定区域上静态密封地贴靠在所述壳体(3)或所述活塞(2)上，并且所述密封件具有密封唇区域(7)，所述密封件在所述密封唇区域上相对于活塞(2)或所述壳体(3)动态密封地贴靠，所述活塞能相对于所述固定区域(6)移动，其中，所述密封唇区域(7)具有两个密封唇(8，9)，所述两个密封唇中的一个在过压情况下并且另一个在负压情况下设置用于动态密封地贴靠在能相对于所述固定区域(6)移动的活塞(2)或所述壳体(3)的表面上。

Description

具有分成两部分的动态的密封部段的静液压执行器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车总成的静液压执行器，其具有活塞，所述活塞能纵向移动地设置在壳体之内。在所述活塞的罩面和所述壳体之间流体密封地装入有密封件。所述密封件具有固定区域，所述密封件在所述固定区域处静态密封地贴靠或安装/固定在所述壳体或所述活塞上，并且所述密封件具有密封唇区域，所述密封件在所述密封唇区域处相对于活塞或所述壳体动态密封地贴靠，所述活塞能相对于所述固定区域移动/移位。这种静液压执行器例如用于操纵离合器或制动器，并且提供如下优点：通过所述执行器，由于至少几乎不能压缩的液压流体，在灵活的力传递路径的情况下能传递高的力。

背景技术

从现有技术中已知这种静液压执行器。因此德国专利申请DE 10 2015 201596 A1公开了一种用于液压离合器或制动器的压力介质操纵设备的主缸，其具有缸和在其中可移位地设置的活塞。在活塞壁和缸壁之间设有至少一个密封装置，以便确保在活塞和缸之间的密封。对此插入环形的密封件，所述密封件插入到活塞壁或缸壁的环形槽中，并且在主缸运行时不仅在活塞壁上而且在缸壁上密封地支撑。为了该目的，密封件具有静态密封唇和动态密封唇，所述静态密封唇相对于其座或其贴靠面不具有相对运动，所述动态密封唇设计用于与贴靠面滑动地接触。

已知的是，密封件的密封特性很大程度上与温度相关，因为弹性随着温度下降而减小，所述弹性尤其实现挤压动态密封唇。

为了即使在低温时也实现可靠的密封，尤其呈前述文献形式的现有技术公开了具有加热元件的密封件。该加热元件设计用于，在任意运行时间点在密封件的区域中确保最低温度，所述最低温度高于如下温度：密封唇的弹性从所述温度起减小，使得不再确保可靠的密封。

一方面该现有技术不利的是附加的加热元件连接于电路，以便提供热。这带来附加的接口，所述附加的接口提高了单元的复杂性。此外，这种加热元件在热效率方面是不利的，因为现在能施加附加的能量消耗。现有技术的另一缺点在于设备的可靠性。只要加热元件或者连接线路有故障，那么不再能确保密封的流体腔。

发明内容

因此本发明的目的在于消除现有技术中的缺点，并且尤其公开了如下解决方案，其中在所有运行条件下确保密封的流体腔，而同时不依赖外部的能量输入。

这根据本发明通过如下方式解决，所述密封唇区域具有两个密封唇，所述两个密封唇中的一个在过压情况下并且另一个在负压情况下设置用于动态密封地贴靠在能相对于所述固定区域移动的活塞的或所述壳体的表面上。以这种方式，与运行状态无关地，即即使在正常环境条件下测量到极低温度的情况下也确保可靠的密封功能。通过将密封唇区域分成至少两个部段，同样能实现相应的密封唇的单独匹配的几何形状。因此根据应用情况，密封唇区域能适配于所提供的结构空间，这提高了本发明的执行器的柔性。

有利的实施方式是从属权利要求的主题并且在下面详细阐述。

因此有利的是，两个密封唇沿不同的方向指向。这确保：第一密封唇承担在外腔和中间腔之间的密封的明确关联的任务，所述中间腔由两个密封唇限定，而第二密封唇承担在内腔和中间腔之间的密封的明确限定的任务。因此，实行严格地分离各个密封唇的功能。这简化了理想适配的密封件的构造过程。沿不同方向的定向还实现密封唇在活塞上的贴靠，所述活塞以这样的角度伸展，使得实现高的密封度。

在另一有利的实施方式中，两个密封唇横向于所述活塞的纵向定向并且横向于所述活塞的径向定向，并且两个密封唇优选相对于径向平面形成相同绝对值的两个角度值。第一和第二密封唇彼此间的因此对称的设置积极地影响密封件制造的经济性。

只要密封件在密封区域中具有至少四个面，那么实现密封度的高的可靠性。在此，第一密封唇和第二密封唇分别构成两个面。总体上，四个面能分成：外腔面，第一中间腔面、即第一密封唇的朝中间腔指向的面，第二中间腔面、即第二密封唇的朝中间腔指向的面，和内腔面。这些面中的每个单独的面能适配于相应所存在的条件。如果例如与运行状态无关地，在内腔和中间腔之间的压力差大于在外腔和中间腔之间的差，那么相应的面能灵活地适配于该状态。

同样有利的是，在密封唇之间形成优选空的中间腔。该中间腔由密封件的密封唇区域和活塞限定，并且不具有用于与其他体积交换流体的通道。在中间腔中的压力优选可保持得低，使得不仅内腔的压力而且外腔的压力超过内腔的压力。因此确保挤压相应的密封唇。

因此适用：有利的是，密封唇与活塞匹配成，使得中间腔中的压力低于中间腔外侧的压力。因此，即使在低温时也避免了相应的密封唇的抬起并且确保持续高的密封质量。

当两个密封唇以锐角贴靠在所述活塞的罩面上时，还实现这样的构造：使得密封唇的翻转由于该几何形状而额外变得困难。所描述的角度在此是如下角度，所述角度在相应的密封唇的中间腔面和活塞之间伸展，所述密封件贴靠在活塞上。在外腔面和活塞之间或在内腔面和活塞之间的相应的配合角度因此是钝角，因为活塞构成为直地伸展的圆柱。

尤其通过如下方式实现附加的优点：密封件由弹性的、由于引起预应力的、例如统一的材料构成。因此，一方面实现经济的制造，另一方面根据本发明的密封件因此能够补偿小的公差。

此外，有利的实施方式的特征在于，静液压执行器构成为静液压离合器执行器，英语为hydraulic clutch actuator，简称HCA。因此，在动力传动系中的该标准部件可通过根据本发明的离合器执行器替代，由此能通过仅更换模块的方式提高动力传动系的运行安全性。

根据本发明，在另一实施方式中也由此列出优点，密封唇自增强地作用。术语“自作用”在此理解为：一个密封唇贴靠在活塞上所借助的力与在各个体积之间的压力差成比例。因此，在待通过密封件密封的腔之间的压力差升高时，意味着更高的密封力，这通过如下方式提高总体的运行安全性：最小化泄漏风险。

换言之可以说：本发明针对具有密封系统的静液压(离合器)执行器。在此，密封唇区域的几何形状成形为，使得不仅对外腔而且对内腔在压力情况变化时实现相应的密封唇的自增强。因此，尽可能消除对密封件的静态的自增强的依赖。

因此实现根据本发明的执行器，使得改进密封件的负压稳定性，由此密封功能相对于低温变得稳固，因为密封件实施成在两侧作用。

因此根据本发明，尤其当具有第二动态密封形状的第二密封唇达到其弹性的预应力极限时，第一密封唇起作用。第二密封唇因此不再针对负压情况设计。因此，以仅不显著的附加结构空间需求相对于现有技术中已知的密封件实现静液压执行器的稳固的、可靠的并且经济的密封件。

综上因此适用的是，防止密封件质量依赖于温度的问题。对此，公开了具有多个动态表面的密封件，所述密封件自增强地作用。

密封件在密封唇区域中具有四个动态密封面，由此限定中间腔，所述中间腔总是具有比内腔或外腔更低的压力。密封面根据本发明倾斜于中间腔地伸展进而与其形成相对于活塞面的锐角。因此，密封件也是自封闭的，而没有弹性的预应力。

附图说明

现在下文中根据附图详细阐述本发明。附图示出：

图1示出执行器的和密封件的示意图；以及

图2示出根据本发明的具有第一密封唇和第二密封唇的密封件。

附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。各个附图标记能够彼此交换。

具体实施方式

图1示出根据本发明的静液压执行器1的示意图。该静液压执行器具有围绕旋转轴线设置的活塞2，所述活塞在壳体3内部能纵向移动地设置，所述壳体例如以固定至马达的方式支承。活塞2具有径向向外指向的罩面4，所述罩面具有如下表面特性，使得密封件5能有效地并且完全密封地贴靠在罩面上。密封件5可分成固定区域6以及密封唇区域7。固定区域6构成为静态密封件，因为固定区域不执行相对壳体3的相对运动。与此相反，密封唇区域7构成为动态的，因为活塞2能纵向移动，进而在密封唇区域7和活塞2之间出现相对运动。

为了即使在压力条件变化时也实现有效地密封，密封唇区域7构成为，使得密封唇区域形成第一密封唇8和第二密封唇9。第一密封唇8设置在外腔B和中间腔C之间。外腔面13是在外腔B和第一密封唇8之间的界限。外腔面构成为，使得外腔面对于那些体积的密封是最优的。第一中间腔面14通过第一密封唇8的另一侧实现进而朝中间腔C指向。在此，在优选每个运行状态中，中间腔C中的压力都低于外腔B中的压力。

类似于第一密封唇8，第二密封唇9也具有外面和内面。内面，也提及为第二中间腔面15，指向中间腔C，而外面，也提及为内腔面16，指向内腔A。四个面13、14、15、16关于其粗糙度和弹性设置为，使得四个面能实现在活塞2和内腔A、中间腔C以及外腔B之间的流体密封的密封。由于两个密封唇8，9沿基本上相反方向的定向，密封件5根据本发明是自增强的，与在内腔A或外腔B中是否存在更大的压力无关。

固定区域6在壳体3处或壳体3中的贴靠经由两个止挡面实现。经由径向止挡17能沿径向方向确定密封件5的高度，而经由轴向止挡18确定轴向的密封件位置。

图2示出根据本发明的静液压执行器1的另一实施方式。在此，密封件5针对另一实施方式示出。圆柱体2构成为空心圆柱体，并且壳体3例如构成为铸件，所述铸件的形状是柔性的。在壳体3和活塞2之间设有密封件5，密封件具有固定区域6和密封唇区域7。中间体积C相对于体积A和B的比例在此小于一。由于第一密封唇8在活塞2上所伸展的角度和第二密封唇9在活塞2上所伸展的角度基本上相同，在此也实现密封件5的自增强，因为不仅在内腔A而且在外腔B中的压力增大导致密封力的增强。

从密封件5继续朝内腔8伸展地，设有第二密封件11。所述第二密封件将内体积A与流体腔10分开。第二密封件11因此用于提高整个密封系统的安全性或稳固性。另外的第三密封件12在径向上设置在密封件5以及第二密封件11之内。第二密封件11和第三密封件12同样具有固定区域以及密封唇区域，然而所述固定区域以及密封唇区域不具有如在密封件5中那样的第一密封唇和第二密封唇。径向止挡17在此也满足对密封件5进行位置确定或定心的功能，如轴向止挡18一样。

还解释性实施的是，密封件11在特定运行状态下能通过旁路19渗透。在该状态下，流体尤其空气应被补偿，也就是说被引导至没有示出的储存器。

因此根据本发明的静液压执行器1在确保高动态的情况下始终能够在内腔A和外腔B之间进行有效地密封，其方式在于：在中间腔C中确保与腔A和B相比低的负压。

附图标记列表

1 静液压执行器

2 活塞

3 壳体

4 罩面

5 密封件

6 固定区域

7 密封唇区域

8 第一密封唇

9 第二密封唇

10 流体腔

11 第二密封件

12 第三密封件

13 外腔面

14 第一中间腔面

15 第二中间腔面

16 内腔面

17 径向止挡

18 轴向止挡

19 旁路

A 内腔

B 外腔

C 中间腔

Claims (10)

1.一种用于机动车总成的静液压执行器(1)，其具有活塞(2)，所述活塞能纵向移动地设置在壳体(3)之内，其中在所述活塞(2)的罩面(4)和所述壳体(3)之间流体密封地装入有密封件(5)，其中所述密封件(5)具有固定区域(6)，所述密封件在所述固定区域处静态密封地贴靠在所述壳体(3)或所述活塞(2)上，并且所述密封件具有密封唇区域(7)，所述密封件在所述密封唇区域处相对于所述活塞(2)或所述壳体(3)动态密封地贴靠，所述活塞能相对于所述固定区域(6)移动，

其特征在于，

所述密封唇区域(7)具有两个密封唇(8，9)，这两个密封唇中的一个在过压情况下并且另一个在负压情况下设置用于动态密封地贴靠在能相对于所述固定区域(6)移动的所述活塞(2)或所述壳体(3)的表面上。

2.根据权利要求1所述的静液压执行器(1)，其特征在于，两个密封唇(8，9)沿不同的方向指向。

3.根据权利要求1或2所述的静液压执行器(1)，其特征在于，两个密封唇(8，9)横向于所述活塞(2)的纵向定向并且横向于所述活塞(2)的径向定向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的静液压执行器(1)，其特征在于，所述密封件(5)在所述密封区域(7)中具有至少四个面(13，14，15，16)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的静液压执行器(1)，其特征在于，在所述密封唇(8，9)之间构成有中间腔(C)。

6.根据权利要求4中所述的静液压执行器(1)，其特征在于，所述密封唇(8，9)匹配于所述活塞(2)，使得在所述中间腔(C)中的压力小于在所述中间腔(C)外侧的压力。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的静液压执行器(1)，其特征在于，两个密封唇(8，9)以锐角贴靠在所述活塞(2)的罩面(4)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的静液压执行器(1)，其特征在于，所述密封件(5)由弹性材料构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的静液压执行器(1)，其特征在于，所述静液压执行器(1)构成为静液压离合器执行器。

10.根据权利要求1至9中任一项中所述的静液压执行器(1)，其特征在于，所述密封唇(8，9)自增强地作用。