[发明专利]设计成使泵送扭矩损失最小化的紧凑结构的齿轮泵

说明书

技术领域

本公开总体上涉及一种齿轮泵设备(例如，次摆线泵)，该齿轮泵设备被设计成使用齿轮的啮合来通过移位泵送流体，并且该齿轮泵设备可以被自动制动系统采用。

背景技术

当典型齿轮泵的泵体被利用螺钉接合至外壳或壳体以构成泵单元时，螺钉的拧紧通常导致作用在齿轮泵的部件上的轴向力发生变化，从而消除了这些部件间的空气间隙。为了使轴向力的这种变化最小化，在泵体的顶部或基部上设置有板弹簧。然而，板弹簧的安装需要足够大的空间以将板弹簧布置在齿轮泵设备内，因而导致难以使齿轮泵设备的总体尺寸最小化。

日本特许第一公报No.2012-52455示教了一种齿轮泵，其设计成使排出室形成在泵体的轴向端的外侧，以产生将使泵的部件彼此压靠的排出压力。这消除了泵的这些部件间的空气间隙，并且消除了对妨碍减小泵尺寸的板弹簧的使用的需要。

上述齿轮泵包括外壳的外部壳体以及环形密封机构。外部壳体限定了泵体的轴向端外侧的排出室。密封机构设置在外部壳体的内侧并且分别沿转子的轴向方向压靠转子以气密密封排出室。然而，该结构具有在外壳的外部壳体与所述密封机构中的每个密封机构之间产生空气间隙的风险。具体地，所述密封机构中的每个密封机构均由多个部件构成。这些部件在转子的轴向方向上的尺寸根据所述转子中的相应的一个转子的轴向端与外部壳体之间的距离来确定，但是，这些部件的在公差内的尺寸变化、由排出压力的施加造成的这些部件的弹性变形、或者这些部件的蠕变会导致空气间隙。空气间隙会导致压力泄漏或者使密封机构的弹性部件(例如，O型环)中发生弹性变形，这将导致密封机构的耐久性的降低。

为了减轻上述问题，可以将设置在外壳的外部壳体内的部件的轴向尺寸定为较大的。然而，这使转子在齿轮泵产生排出压力之前被沿转子的轴向方向按压，从而需要增大用于驱动转子的扭矩，而这将导致泵的泵送扭矩的损失。

发明内容

因此，本公开的目的在于提供一种齿轮泵设备的改进结构，该改进结构设计成使泵送扭矩的损失最小化。

根据本发明的一个方面，提供了一种可以在用于自动车辆的制动系统中采用的齿轮泵设备。该齿轮泵设备包括：(a)齿轮泵，该齿轮泵包括第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮通过驱动轴旋转以在泵送操作中吸入及排出流体；(b)壳体，该壳体中限定了其中安装有第一齿轮和第二齿轮的室；以及(c)密封机构，该密封机构设置在壳体的外壁与齿轮泵之间。该密封机构用于在低压力区域与高压力区域之间产生气密密封。该低压力区域包括齿轮泵的其中流体被吸入的进入侧以及驱动轴的周缘区域。该高压力区域包括排出流体的排出侧。密封机构包括环形橡胶构件、外部构件和内部构件。环形橡胶构件围绕低压力区域以在低压力区域与高压力区域之间产生气密密封。外部构件在环形橡胶构件外侧被布置成与泵的第一齿轮和第二齿轮中的每一个的轴向端部中的一个轴向端部相接触。内部构件具有外周壁，环形橡胶构件被配装在外周壁上，并且内部构件被设置在外部构件内。内部构件被设置成与壳体的外壁的内表面相接触。该内表面位于内部构件的、与所述齿轮泵相反的侧部上。内部构件的外周壁上形成有凸部，凸部被定形成具有压力施加表面，由因所述齿轮泵的排出压力的施加引起的环形橡胶构件的变形而产生的压力施加至压力被施加表面以产生推力，从而使内部构件朝壳体的外壁的内表面移动。凸部还用于随着由排出压力的升高而引起的、由环形橡胶构件施加在压力施加表面上的压力的增大而增大推力。内部构件的杨氏模量比外部构件的杨氏模量更大。

具体地，当齿轮泵处于泵送操作中时，所述内部构件的所述压力施加表面将被沿与所述压力施加表面垂直的方向按压以产生推力从而推动内部构件离开齿轮泵，由此使内部构件与壳体的外壁的内表面抵接接触，以消除它们之间的空气间隙。橡胶构件通过排出压力压靠住壳体的外壁的内表面，由此使橡胶构件内侧的低压力区域与橡胶构件外侧的高压力区域气密隔离。这避免了压力的泄漏以及由橡胶构件被推入到空气间隙中而引起的橡胶构件的异常变形，而橡胶构件的异常变形会导致密封机构的耐久性的降低。橡胶构件还用于随着齿轮泵的排出压力的改变而改变作用在内部构件的压力施加表面上的压力，由此进一步减小了泵送扭矩的损失。