用于壓縮空氣控制閥的活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種活塞，其例如用于車輛的壓縮空氣設(shè)備中的控制閥，該活塞可以 沿著縱向中軸線能軸向移動(dòng)地以如下方式容納在缸中，即，活塞將第一缸腔和第二缸腔彼 此分開，活塞具有環(huán)繞的環(huán)槽，環(huán)槽具有近似矩形的橫截面幾何形狀，在環(huán)槽中可以置入密 封環(huán)，該密封環(huán)能夠以其自由端部貼靠在缸的內(nèi)周側(cè)面上，以及在其置入活塞的環(huán)槽中之 后與至少一個(gè)槽壁一起限定出至少一個(gè)壓力支持腔。
【背景技術(shù)】
[0002] 由現(xiàn)有技術(shù)公知了壓力支持的密封元件，例如尤其是由FreudenbergSimrit GmbH&Co.KG(FreudenbergSimrit有限兩合公司）提供的所謂的"Airzet"密封環(huán)（Airzet PR型和AirzetPK型）、槽環(huán)或類似裝置，用于在很大的變化范圍中使活塞相對包圍該活塞 的缸密封。因此，DE29610628U1例如公開了一種具有彈性密封環(huán)的密封裝置，該密封環(huán)由 保持部分和密封部分以及位于這兩個(gè)部分之間且大致呈Z形的連接部分構(gòu)成。密封部分的 端面通過凸出的邊條形成，在這些邊條之間存在有貫通部橫截面，以便使密封環(huán)的兩側(cè)的 介質(zhì)進(jìn)入設(shè)計(jì)成Z形的連接部分的槽，并且因此確保了壓力支持作用。為了使活塞相對缸 密封，該密封裝置被放入環(huán)繞的活塞槽中。該密封裝置的缺點(diǎn)尤其在于，例如在活塞由運(yùn)行 導(dǎo)致發(fā)生變形的情況下，尤其是在活塞被徑向墩壓時(shí)，處于邊條之間的開口的貫通部橫截 面會(huì)至少部分地閉合，從而不再完全提供壓力支持的密封作用，這尤其會(huì)在用于車輛壓縮 空氣設(shè)備的控制閥的活塞中出現(xiàn)。這種控制閥例如由DE10 2009 040 759A1、DE10 2009 029 968A1、DE195 10 492A1、DE10 2006 017 503A1 或DE102 45 916A1 公知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種活塞，其能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)缸腔相對彼此的結(jié)構(gòu)簡 單且壓力支持的密封。
[0004] 本發(fā)明基于如下認(rèn)識(shí)：在公知的活塞中，其相對配屬的缸的內(nèi)周側(cè)面的密封借助 壓力支持的密封環(huán)來實(shí)現(xiàn)，在該密封環(huán)中，壓力支持借助在密封環(huán)上構(gòu)造出的貫穿部引入， 通過這些貫穿部，密封環(huán)兩側(cè)的介質(zhì)具有從優(yōu)先是徑向的方向通向密封環(huán)上的壓力支持腔 的入口。可以通過如下方式提供通到這種壓力支持腔的與這種密封環(huán)無關(guān)的入口，即，在活 塞中構(gòu)造出與此有關(guān)的開口，這些開口與密封環(huán)的可能的變形無關(guān)地將各自配屬的缸腔與 各自的壓力支持腔連接。
[0005] 因此，本發(fā)明涉及一種活塞，其例如用于車輛的壓縮空氣設(shè)備中的控制閥，該活塞 可以沿著縱向中軸線能軸向移動(dòng)地以如下方式容納在缸中，即，活塞將第一缸腔和第二缸 腔彼此分開，該活塞具有環(huán)繞的環(huán)槽，環(huán)槽具有近似矩形的橫截面幾何形狀，在環(huán)槽中可以 置入密封環(huán)，該密封環(huán)能夠以其自由端部貼靠在缸的內(nèi)周側(cè)面上，以及在其置入活塞的環(huán) 槽中之后與至少一個(gè)槽壁一起限定出至少一個(gè)壓力支持腔。為了解決所提出的任務(wù)，活塞 在其環(huán)槽的區(qū)域中具有至少一個(gè)軸向開口，該開口將至少一個(gè)壓力支持腔與配屬的第一或 第二缸腔連接。
[0006] 由此，在活塞具有結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)造的同時(shí)，在優(yōu)選是兩個(gè)壓力支持腔與兩個(gè)缸腔 之間提供了可靠的連接。該連接用于使流體穿流，并且以有利的方式與可能出現(xiàn)的幾何形 狀上的形變無關(guān)地，例如在密封環(huán)在活塞的環(huán)槽內(nèi)部意外地受擠壓或墩壓時(shí)保持住。
[0007] 在本說明書的上下文中，流體被理解為任意的氣體或液體?；钊麅?yōu)選用在以壓縮 空氣運(yùn)行的控制閥中，并且本身可以具有繼動(dòng)活塞的功能。
[0008] 雖然根據(jù)本發(fā)明的活塞可以配備有一個(gè)密封環(huán)，該密封環(huán)與活塞的環(huán)槽的槽壁僅 形成了一個(gè)壓力支持腔，并且在該密封環(huán)中，該唯一的環(huán)形環(huán)繞的壓力支持腔與配屬于其 的壓力腔通過槽壁中的至少一個(gè)軸向開口連接，但利用帶兩個(gè)壓力支持腔的密封環(huán)-活塞 組合被認(rèn)為是更有利的。
[0009] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案規(guī)定，活塞在其環(huán)槽的區(qū)域中在其兩個(gè)槽壁的 每一個(gè)中都具有至少一個(gè)軸向開口，這些開口將兩個(gè)壓力支持腔與各自配屬的第一或第二 缸腔連接，其中，這兩個(gè)壓力支持腔通過密封環(huán)以及通過分別配屬的槽壁形成。
[0010] 在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的另一有利改進(jìn)方案中規(guī)定，第一槽壁和第二槽壁分別 具有至少三個(gè)開口，這些開口以沿著環(huán)槽在周邊上彼此等距間隔開地分布的方式布置。由 此，能夠?qū)崿F(xiàn)利用流體對在密封環(huán)上的壓力支持腔的均勻且可靠的通氣。
[0011] 此外，還可以規(guī)定，所提到的軸向開口在第一槽壁中和在第二槽壁中在周邊上以 及在徑向上分別彼此上下疊置地布置。這能夠?qū)崿F(xiàn)制造過程的顯著的簡化，這是因?yàn)樵趦?個(gè)平行且上下疊置的槽壁中的開口可以在一個(gè)工步中并且此外借助一個(gè)且同一工具來制 造。
[0012] 關(guān)于這些開口在槽壁中的具體的構(gòu)造，根據(jù)第一實(shí)施方式可以規(guī)定，這些開口構(gòu) 造為縫隙狀的且徑向延伸的凹陷部，其分別具有近似矩形的橫截面幾何形狀。由此，這些在 相應(yīng)槽壁中的開口具有特別大的流動(dòng)橫截面用來將流體輸送到壓力支持腔中。
[0013] 在此優(yōu)選規(guī)定，凹陷部在第一槽壁中分別從其徑向外邊緣出發(fā)徑向向內(nèi)指向地至 少延伸到位于其下方的第一壓力支持腔的區(qū)域中。由此，盡管存在活塞的所屬的槽壁的最 小的結(jié)構(gòu)上的弱化，但是提供了流體從第一缸腔到密封環(huán)的所屬的第一壓力支持腔中的特 別尚效的導(dǎo)入。
[0014] 同樣可以規(guī)定，凹陷部在第二槽壁中分別從其徑向外邊緣出發(fā)徑向向內(nèi)指向地至 少延伸到位于其上方的第二壓力支持腔的區(qū)域中。由此，在實(shí)現(xiàn)活塞的最小化的機(jī)械結(jié)構(gòu) 上的弱化的同時(shí)，得到了流體從第二缸腔輸送到第二壓力支持腔中的在流動(dòng)技術(shù)上高效且 在很大程度上與密封環(huán)變形無關(guān)的輸送。
[0015] 為了最大化能利用的流動(dòng)橫截面可以規(guī)定，其中至少一個(gè)凹陷部在第一槽壁中和 /或在第二槽壁中分別從其徑向外邊緣出發(fā)徑向向內(nèi)指向地延伸直到槽底。
[0016] 在另一設(shè)計(jì)方案中，縫隙狀的凹陷部的徑向內(nèi)置的端部區(qū)段分別具有倒圓部。由 此，避免出現(xiàn)機(jī)械的缺口應(yīng)力，并且避免隨之而來的在活塞內(nèi)部形成裂紋的危險(xiǎn)。
[0017] 根據(jù)另一實(shí)施方式規(guī)定，開口在至少一個(gè)槽壁中構(gòu)造為貫通的軸線平行的孔，這 些孔分別布置在至少一個(gè)壓力支持腔的徑向區(qū)域中，并且這些孔分別垂直于面法線地引入 配屬于壓力支持腔的槽壁中。由此，與縫隙狀的凹陷部相比，使活塞的機(jī)械弱化最小化，以 及降低了用于在活塞槽上制造出開口的制造成本。
[0018] 雖然所描述的槽壁中的軸向開口通過縫隙狀的且徑向延伸的凹陷部或軸線 平行的孔來形成，它們本身具有最小的堵塞危險(xiǎn)，但除了這些軸向開口之外，活塞還可 以在至少一個(gè)槽壁中具有至少一個(gè)徑向切口，其同樣與配屬的壓力腔處于流動(dòng)連接 (Strihnmungsverbindung)。.:因此，在另一實(shí)施方式中可以規(guī)定，活塞在其環(huán)槽的區(qū)域內(nèi)在 一個(gè)槽壁中具有至少一個(gè)軸向開口，其將第一壓力支持腔與第一缸腔連接，而在另一槽壁 中在密封環(huán)側(cè)構(gòu)造有至少一個(gè)徑向切口，其將第二壓力支持腔與第二缸腔連接。即使這種 結(jié)構(gòu)形式并不被視為是最優(yōu)的，但是它在較潔凈的流體以及高品質(zhì)且耐磨的密封環(huán)材料的 情況下可以帶來特別經(jīng)濟(jì)的結(jié)果，這是因?yàn)樵诓郾谥袠?gòu)造出這種徑向切口要比制造出所提 到的軸向開口廉價(jià)得多。
[0019] 以有利的方式，密封環(huán)由具有高彈性和大耐磨性的彈性體形成。由此，在得到