CN103097717B - 阀、其制造方法及具有该阀的液压活塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀(10)、特别是液压活塞泵的阀，该阀具有：阀座(12)，在该阀座中构造有阀孔(14)并且该阀座具有前侧面(32)和后侧面(34)；阀关闭体(18)，该阀关闭体布置在所述阀座(12)的前侧面(32)上用于选择性地打开和关闭所述阀孔(14)；以及回位保持件(20)，该回位保持件相对于所述阀座(12)保持所述阀关闭体(18)，在所述阀(10)中，所述回位保持件(20)布置在所述阀座(12)的后侧面(34)上。

Description

阀、其制造方法及具有该阀的液压活塞泵
技术领域
本发明涉及一种阀、特别是液压活塞泵的阀，所述阀具有：阀座，在该阀座中构造有阀孔并且该阀座具有前侧面和后侧面；阀关闭体，该阀关闭体布置在阀座的前侧面上，用于选择性地打开和关闭所述阀孔；以及回位保持件，该回位保持件相对于阀座保持所述阀关闭体。此外，本发明涉及一种用于制造阀的方法以及一种液压活塞泵和车辆制动系统。
背景技术
例如车辆制动系统的液压活塞泵通常具有球阀作为进入阀和排出阀，因为其可相对成本低廉地制造。
这种球阀形式的进入阀通常布置在阀壳中，该阀壳被夹紧在可在缸中移入和移出的活塞的支座上。该进入阀被设置成，流体可借助于活塞的往复运动通过进入装置被吸入到缸内部的压力区域中。之后，通过排出阀在压力下将流体从压力区域输送到用于做功的液压系统中。
阀壳通常杯形地设计成罩壳，螺旋形的回位弹簧位于该罩壳的内部，该回位弹簧压靠在球形的关闭体上。该球形的关闭体由此贴靠在构造于活塞端面处的阀座上。
如果活塞借助于回位弹簧从缸中被压出，则进入阀的关闭体克服回位弹簧的力从阀座处抬起，因为在缸中形成负压。在活塞的该运动期间，进入阀被打开并且流体通过输入装置被吸入压力区域中。
如果活塞借助于偏心轮被压入缸中，则进入阀关闭并且球阀形式的排出阀通过在该处球作为关闭体同样与弹簧力相反地被抬起而打开。流体从压力区域中被输送到用于做功的液压系统中。
文献DE102008043841A1公开了一种带有阀球和阀座面的球阀、特别是用于燃料喷射设备的高压泵的高压阀，其中，为了中断在输入部和输出部之间的连接，阀球与阀座面共同作用成一个密封座。在此，阀球借助于螺旋形的回位弹簧被压靠在阀座面上。
此外，文献DE102004028889A1公开了一种用于输送液压流体的活塞泵，其带有缸元件、可在该缸元件中往复运动的活塞和活塞腔，在该活塞腔中，可借助于活塞对液压流体施加压力。该活塞泵还包括排出阀和以缝隙的方式控制的(schlitzgesteuert)进入阀。在排出阀中，作为关闭体的阀球借助于盘形的回位弹簧被压靠在对应的阀座上。
发明内容
根据本发明，提出一种阀、特别是液压活塞泵的阀，所述阀具有：阀座，在该阀座中构造有阀孔且该阀座具有前侧面和后侧面；阀关闭体，该阀关闭体布置在阀座的前侧面上，用于选择性地打开和关闭阀孔；以及回位保持件，该回位保持件相对于阀座保持阀关闭体，其中，所述回位保持件布置在阀座的后侧面上。
该液压活塞泵优选地包括圆柱形的活塞，其以可在缸的内腔中移入和移出的方式支承。在缸的内腔中设有且密封有以流体填充的压力区域。在活塞从缸中移出时，在压力区域中形成负压并且活塞通过进入阀将流体吸入压力区域中。在移入时，活塞通过排出阀将流体从压力区域中压到用于做功的液压系统中。
在此，流体理解为气体或者液压液，例如矿物油基或乙二醇基的液压液。
有利地，进入阀和/或排出阀被设计成根据本发明的阀。根据本发明的阀具有带阀孔的阀座、阀关闭体和借助于回位力将阀关闭体压靠在阀座上的回位保持件。在此，阀关闭体布置在一侧上、即在阀座的所谓的前侧面上，并且回位保持件布置在阀关闭体相对的一侧上、即在阀座的所谓的后侧面上。阀关闭体和回位保持件通过阀孔力传递地相互连接。该回位保持件始终力求将阀关闭体压靠在阀座上并且由此封闭阀孔。
在活塞从缸中移出期间，流体由于产生的负压通过进入阀被吸入到压力区域中。在此，阀关闭体克服由回位保持件施加的回位力或拉力，从阀座处抬起一个确定的距离，并且流体通过阀孔流入到压力区域中。该排出阀在活塞从缸中移出期间基本上流体密封地封闭。
在活塞移入缸中时，进入阀关闭；回位保持件将阀关闭体压靠到阀座上，从而阀孔基本上流体密封地封闭。由于在压力区域中产生的压力，排出阀的阀关闭体克服回位保持件的回位力抬起，并且阀孔打开。之后，流体从压力区域中沿着排出阀流入到用于做功的液压系统中。
本发明的优点在于，根据本发明的阀一方面保证了良好的流体密封的封闭并且另一方面可成本低廉地制造。提出一种新型的阀，该阀不需要需复杂装配的待支承在阀壳中的回位弹簧。由于根据本发明的阀的结构非常简单，可降低生产成本；该阀特别是可在所谓的“事先装配”中集成在活塞泵中。
按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，回位保持件被设计成弹性的并且被夹紧在阀座的后侧面上。
在此，回位保持件构造成弹性的并且被夹紧或支承、特别是卡在阀座的后侧面上。该回位保持件具有一定的张紧力，其将阀关闭体压到阀座上。因此，回位保持件将拉力施加到阀关闭体上，从而其始终力求封闭阀孔。该回位保持件用作弹簧并且确保阀关闭体的快速关闭。
在阀关闭体从阀座抬起时，回位保持件相应于阀关闭体经过的距离变形。
按照根据本发明的阀的另一有利改进方案，回位保持件包括连接元件，其穿过阀孔伸出并且与阀关闭体相连接。
在这种类型的改进方案中，在阀关闭体的面对阀孔的一侧上布置优选为圆柱形的凸肩或区段，该凸肩或区段被容纳在阀孔的内部。在此，连接元件与阀孔的内壁间隔开，并且实现流体在阀关闭体被抬起时可在阀孔的内壁和连接元件的外壁之间流过阀孔。该连接元件优选地与阀关闭体一起形成为一体。
按照根据本发明的阀的一个有利改进方案，回位保持件包括至少一个具有两个支腿的连接片，这两个支腿通过一个相应的端部弹性地相对于彼此布置。
根据该改进方案，回位保持件包括至少一个带有两个以一定角度相对于彼此布置的支腿的连接片。这两个支腿弹性地相对于彼此构造。一个支腿张紧或支承或卡在阀座的后侧面上并且另一支腿与连接元件或与阀关闭体位置固定地连接。
该设计成弹性的连接片具有一定的张紧力，其将阀关闭体压到阀座上。因此，回位保持件通过该至少一个连接片将拉力施加到阀关闭体上，从而其力求封闭阀孔。连接片的回位力起弹簧的作用并且确保阀关闭体的快速关闭。
优选地，回位保持件包括两个至八个、优选为三个或四个基本上彼此均匀地间隔开的连接片，其特别是构造成U形或V形。由于连接片的弹性设计方案，阀关闭体在压力或负压(压力差)足够高时可从阀孔处被抬起。该V形的连接片相应于阀关闭体从阀座处抬起的距离变形并且始终将拉力、也就是说回位力施加到阀关闭体上。
按照根据本发明的阀的另一有利改进方案，阀关闭体和回位保持件一体地设计成注塑件。
这种类型的改进方案提供了所谓的阀关闭体-回位保持件-单元，其构造成由塑料形成的注塑件。这种注塑的塑料单元可由于其形状特别好地事先装配到阀座上和液压活塞泵中，因此，其在制造过程中可简单地与其它构件相结合。此外，这种阀可稳定地且成本低廉地制造。
按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，阀被设计成带有板形的阀关闭体的平板阀。
这种类型的阀提供板形的阀关闭体，其与球形的阀关闭体相比具有相对小的高度或尺寸。由于这种阀关闭体的较小的高度可实现具有非常小的死点容积的输入阀和/或排出阀，由此提高液压的活塞泵的效率。
按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，板形的阀关闭体被设计成相对于阀孔凸起。
在这种类型的改进方案中，阀关闭体优选地具有从阀孔观察向外弯曲的板。当阀处于关闭状态时，板形的阀关闭体的外周边流体密封地位于阀座上。阀关闭体、也就是说阀的头部稍微过度受压或阀头部的稍微的过度张紧通过头部的微凸的设计方案实现。在阀“事先装配”时、即当回位保持件被引导穿过阀孔时，连接片从阀孔中出来并且钩在阀座的后侧上。
在这种情况中，可省去V形设计的连接片形式的运动机构。根据阀的该改进方案，回位保持件优选地包括连接元件，其与凸起设计的阀关闭体相连接。
按照根据本发明的阀的另一有利改进方案，阀为球冠阀、半球阀或锥形阀。
阀关闭体也可选择性地设计成球冠(也就是说设计成一定的球段或一定的部分球体)、半球或锥体。
此外，提出了一种用于制造根据本发明的阀的方法，其包括以下步骤：
-提供具有前侧面和后侧面的阀座，其中，在阀座中构造有阀孔，
-提供阀关闭体-回位保持件-单元，其包括阀关闭体和回位保持件，以及
-将阀关闭体-回位保持件-单元的回位保持件从阀座的前侧面起插入到阀孔中直至回位保持件布置在阀座的后侧面上并且阀关闭体布置在阀座的前侧面上。
首先，提供阀座。该阀座被阀孔贯穿并且具有前侧面和后侧面。此外，提供阀关闭体-回位保持件-单元。该单元包括用于选择性地打开和关闭阀孔的阀关闭体以及回位保持件，根据以上阐述的特征，该回位保持件具有优选地至少一个设计成弹性的带两个支腿的连接片。该阀关闭体和该回位保持件优选地构造成一体。
阀座和阀关闭体-回位保持件-单元借助于所谓的“事先装配”组合成一个阀。在该所谓的“事先装配”期间，利用回位保持件将阀关闭体-回位保持件-单元向前、具体而言从阀座的前侧面起推入或插入阀孔中直至回位保持件位于阀座的后侧面上、也就是说钩在该处。
如果回位保持件包括至少一个连接片，则该连接片在插入阀孔中时被压紧。在此，该连接片由于其形状和由此产生的运动性朝向侧面、也就是说向内翻转。如果阀关闭体-回位保持件-单元足够远地被推入阀孔中，则连接片由于其弹性张开并且将阀关闭体-回位保持件-单元卡在阀座的后侧面上。
如果阀关闭体-回位保持件-单元与阀座接合成一个阀，回位保持件优选地借助于至少一个弹性连接片将拉力(回位力)施加到阀关闭体上并且将其压到阀座的前侧面上，从而基本上流体密封地封闭阀孔。如果借助于流体流动在阀的后侧面上形成压力(在排出阀的情况中)或吸力(在进入阀的情况中)并且该压力或吸力大于回位保持件的拉力，则使阀关闭体从阀座处抬起并且回位保持件变形。阀孔被打开并且流体可流经该阀。
此外，根据本发明的目的借助于带有根据本发明的阀的液压活塞泵实现。
根据本发明的液压活塞泵包括缸和以可在缸中移入和移出的方式支承的活塞。在缸的内腔中形成以流体填充的压力区域。在活塞从缸中移出时，在压力区域中形成负压并且活塞通过进入阀将流体吸入到该压力区域中。相反地，在移入时，活塞通过排出阀将流体从压力区域中排挤到用于做功的液压系统中。
有利地，该输入阀和/或排出阀设计成根据上述特征和优点的根据本发明的阀。这种阀一方面保证高的稳定性和良好的密封特性。另一方面，这种类型的阀可成本低廉地制造并且可简单地集成到液压活塞泵中，即，借助于以上解释的“事先装配”。
最后，提供了一种带有根据本发明的液压活塞泵的车辆制动系统。
根据本发明的车辆制动系统包括液压活塞泵，该液压活塞泵带有根据以上解释的特征和优点的根据本发明的阀。
这种类型的车辆制动系统例如可为防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS-tractioncontrolsystem)、电子稳定程序(ESP)或者电液制动系统(EHB)。在这种系统中特别有利的是，液压活塞泵具有坚固的且同时可成本低廉地制造的阀，该阀保证了高的密封性且在长的行移里程下提供制动系统的优化功能。
附图说明
下面根据附图详细解释根据本发明的解决方案的两个实施例。附图中：
图1示出了根据本发明的阀关闭体-回位保持件-单元的第一实施例的立体图，
图2示出了带有根据图1的阀关闭体-回位保持件-单元的根据本发明的阀的剖开的立体图，
图3示出了带有根据图1的阀关闭体-回位保持件-单元的根据本发明的阀的纵向剖视图，以及
图4示出了根据本发明的阀的阀关闭体-回位保持件-单元的第二实施例的立体图。
具体实施方式
图1、2和3示出了车辆制动系统的液压活塞泵的阀10。该阀10(见图2和图3)包括阀座12，在该阀座12中构造有圆形的阀孔14。该阀10还包括阀关闭体-回位保持件-单元16(特别是见图1)，其由阀关闭体18和回位保持件20一体地形成塑料注塑件。
回位保持件20具有圆柱形的凸肩22的形式的、穿过阀孔14伸出的连接元件22以及四个V形的、弹性地构造的连接片24，这四个连接片基本上均匀地彼此间隔开并且布置在圆柱形的凸肩22的外周边26上。
阀关闭体18设计成基本上为圆形的板18的形式。在板18的面对阀孔14的侧面27上，圆柱形的凸肩22与阀关闭体18相连接。即，连接元件22连接阀关闭体18和连接片24。
各V形的连接片24分别具有第一支腿28和第二支腿30，其中，第一支腿28支承在凸肩22的外周边26上并且第二支腿30卡在阀座12上。两个支腿28、30在连接这两个支腿28、30的端部的区域中围成一个角度α。两个支腿28、30设计成相对于彼此具有弹性，从而角度α在阀孔14的关闭或打开期间被压缩或扩开。
阀关闭体-回位保持件-单元16和阀座12借助于所谓的“事先装配”被置于彼此中以形成阀10。阀座12具有前侧面32和后侧面34。在“事先装配”时，阀关闭体-回位保持件-单元16利用回位保持件20、即利用连接片24向前被引入到阀孔14中，直至阀关闭体18以面对阀孔14的侧面27位于阀座12的前侧面32上。阀关闭体18位于阀座12上的区域形成密封面36，其在阀10的关闭状态中提供基本上流体密封的封闭。
在此，连接片24被设置为在阀10的接合期间、也就是说在将阀关闭体-回位保持件-单元16插入阀孔14中时压缩。当连接片24被完全推过阀孔14时，特别地连接片24的第二支腿30、也称为脚部由于其形状和运动性张开，也就是说朝向侧面张开并且钩在阀座12的后侧面34上。
V形的弹性构造的连接片24起弹簧的作用并且以作为回位力的拉力加载阀关闭体18，并且以这种方式使阀关闭体18压靠在阀座12的前侧面32上。
在此，根据本发明的阀10构造成液压活塞泵的进入阀。该液压活塞泵包括可借助于偏心轮驱动在缸中移入和移出的活塞。如果该活塞从缸中移出，则在缸内部的压力区域中产生负压。如果该负压大于被施加到阀关闭体18上的回位力，那么使阀关闭体18从阀座12处抬起并且流体从流体输入部中通过阀孔14流入压力区域中(见在图3中的箭头)。然而，该阀10也可设计成液压活塞泵的排出阀10。
当阀关闭体18从阀座12处被抬起时，那么V形的连接片24相应于阀关闭体18所经过的距离变形。此时，第二支腿30在阀座12的后侧面34上弹性地向外滑动并且在连接这两个支腿的端部处同样朝该方向拉动第一支腿28。在此，由两个支腿28、30围成的角度α张大。
图4示出了阀10的阀关闭体-回位保持件-单元16，在其中，阀关闭体18设计成相对于阀孔14凸起。在此，形式为板18的阀关闭体18稍微被过压，也就是说稍微被过张紧。
根据图4的回位保持件20具有三个连接片24，其不设计成V形，而是包括仅仅一个基本上直的支腿30(也称为脚部30)。该支腿30的一个端部38弹性地支承在连接元件22的外周边26上并且另一端部40在阀关闭体-回位保持件-单元16与阀座12接合时卡住或钩在阀座12的后侧面34上。在“事先装配”阀10时，连接片24首先被压紧并且之后当其从阀孔14中出来时钩在阀座12上。
在装配根据图4的阀10期间，压力施加到凸起地设计的阀关闭体18的背离阀孔14的表面42上，从而连接元件22同样稍微被压向该压力方向。由此，阀关闭体-回位保持件-单元16可轻易地与阀座12装配在一起。
由此实现成本适宜的且牢固的阀10，其保证在快速的关闭特性同时良好的密封作用并且可简单地集成到液压的活塞泵中。
在此，根据本发明的阀10示出为平板阀10，因为这种阀10保证在活塞泵中的小的死点容积。然而也可设想其它阀几何结构，例如球冠阀、半球阀或锥形阀。
最后应指出的是，尽管形式上引用一个或多个特定的权利要求，但也应独立地保护在申请文献中、特别是在从属权利要求中提及的所有特征或上述特征的任意组合。

Claims (12)

1.一种阀(10)，该阀具有：阀座(12)，在该阀座中构造有阀孔(14)，并且该阀座具有前侧面(32)和后侧面(34)；阀关闭体(18)，该阀关闭体布置在所述阀座(12)的前侧面(32)上用于选择性地打开和关闭所述阀孔(14)；以及回位保持件(20)，该回位保持件(20)相对于所述阀座(12)保持所述阀关闭体(18)，其特征在于，所述回位保持件(20)布置在所述阀座(12)的后侧面(34)上。
2.按照权利要求1所述的阀(10)，其特征在于，所述阀(10)是液压活塞泵的阀。
3.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述回位保持件(20)设计成弹性的并且被夹紧在所述阀座(12)的后侧面(34)上。
4.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述回位保持件(20)包括连接元件(22)，该连接元件穿过所述阀孔(14)伸出并且与所述阀关闭体(18)连接。
5.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述回位保持件包括至少一个连接片(24)，该连接片具有两个支腿(28、30)，所述两个支腿通过一个相应的端部相对于彼此弹性地布置。
6.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述阀关闭体(18)和所述回位保持件(20)一体地设计成注塑件。
7.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述阀(10)被设计成带有板形的阀关闭体(18)的平板阀(10)。
8.按照权利要求7所述的阀(10)，其特征在于，所述板形的阀关闭体(18)被设计成相对于所述阀孔(14)是凸起的。
9.按照权利要求1或2所述的阀(10)，其特征在于，所述阀(10)为球冠阀、半球阀或锥形阀。
10.一种用于制造按照权利要求1至9中任一项所述的阀(10)的方法，该方法包括以下步骤：
-提供带有前侧面(32)和后侧面(34)的阀座(12)，其中，在所述阀座(12)中构造有阀孔(14)，
-提供阀关闭体-回位保持件-单元(16)，该阀关闭体-回位保持件-单元包括阀关闭体(18)和回位保持件(20)，以及
-将所述阀关闭体-回位保持件-单元(16)的回位保持件(20)从所述阀座(12)的前侧面(32)起引入到所述阀孔(14)中直至所述回位保持件(20)布置在所述阀座(12)的后侧面(34)上并且所述阀关闭体(18)布置在所述阀座(12)的前侧面(32)上。
11.一种具有按照权利要求1至9中任一项所述的阀(10)的液压活塞泵。
12.一种具有按照权利要求11所述的液压活塞泵的车辆制动系统。
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