CN110831826B - 用于液压制动系统的液压单元和控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液压制动系统的液压单元(100)，该液压单元具有液压块(102)和至少一个阀装置(101)，其中所述阀装置(101)包括以下元件：带有阀座(12)并且带有用于闭锁并且释放所述阀座(12)的、可移动的封闭体(13)的液压筒(2)；以及带有用于产生移动所述封闭体(13)用的磁力的电磁线圈(17)的磁体组件(1)，其中所述磁体组件(1)集成到所述液压块(102)中并且所述阀装置(101)具有永磁体(16)，以便借助于磁力来支持所述封闭体(13)的移动。此外，本发明还涉及用于这种的液压单元(100)的三种控制器。

Description

用于液压制动系统的液压单元和控制器
技术领域
本发明涉及一种用于液压制动系统的液压单元，其具有液压块和至少一个阀装置，其中所述阀装置包括以下元件：带有阀座并且带有用于闭锁并且释放阀座的、可移动的封闭体的液压筒；以及带有用于产生移动封闭体用的磁力的电磁线圈的磁体组件，其中液压单元的特征在于，磁体组件集成到液压块中，并且阀装置包括永磁体，以便借助磁力来支持封闭体的移动。
背景技术
从现有技术中比如已知专利申请DE 101 04 875 A1。该文献涉及一种用于机动车的滑转调节的制动设备的液压总成，该液压总成具有阀块，所述阀块具有用于电磁地操纵的阀的各一个液压部件的容纳孔，所述电磁地操纵的阀分别包括一包含液压部件的、磁性地起作用的元件、例如衔铁和磁芯的阀圆顶(Ventildom)以及一电气部件，所述电气部件被插到阀圆顶上并且具有将所述阀圆顶包围的电磁线圈、线圈壳体以及至少间接地在朝向液压部件的一侧上被容纳在线圈壳体中的环形盘。
从专利文献DE 33 05 833 A1中已知一种双稳态的电磁阀，该双稳态的电磁阀具有励磁线圈和进入其中的衔铁，该衔铁由永磁材料构成、在其运动方向上被极化并且构成阀件。一个磁场导体像铁芯一样伸入到励磁线圈中并且填充了励磁线圈的长度的一部分。另一个磁场导体布置在励磁线圈的以下的、衔铁进入到其中的端部的旁边，并且以环形盘的形式构造，所述环形盘以一定的间隔包围着衔铁。在励磁线圈无电流时，在这些磁场导体与衔铁之间以下力起作用，所述力使衔铁运动到卡锁位置中或者至少将其固定在那里并且因此用于确保电磁阀的稳定的切换位置。在这种电磁阀中，不需要能够将阀件置于预定的卡锁位置中的弹簧。
发明内容
反之，根据本发明的液压单元则能够有利地在满足针对ESP和辅助功能的液压要求时实现非常小的结构空间。
这按照本发明能够通过在独立权利要求中所记载的特征来实现。本发明的另外的设计方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的用于液压制动系统的液压单元具有液压块和至少一个阀装置，其中所述阀装置包括以下元件：带有阀座并且带有用于闭锁并且释放阀座的、可移动的封闭体的液压筒；以及带有用于产生移动封闭体用的磁力的电磁线圈的磁体组件。根据本发明的液压单元的特征在于，磁体组件集成到液压块中并且阀装置具有永磁体，以便借助于磁力来支持封闭体的移动。
对此应理解为，液压单元至少包括液压块和阀装置这两个结构单元。阀装置(也被称为阀或电磁阀)在此由磁体组件和液压筒这些部件组所构成。在这种情况下，至少磁体组件集成到液压块中。这意味着，液压块具有开口，这个部件组能够被容纳并且集成到所述开口中。为此，液压块不必完全包围所述部件组。更确切地说，“集成”是指，部件组在此在空间上处于由液压块的侧面所表示的容积块之内。例如“阀装置在表面平齐的情况下被安装到液压块的凹部中”能够被视为集成到所述液压块中。除了空间上的集成之外，也能够存在功能上的集成。功能上的集成的突出比如在于功能上的相互作用、例如组件之间的热传递或流体流的实现。当然，“集成”也能够包括相应的传力连接的和/或形状配合连接的连接部。
但是，阀装置在液压块中的集成通常会导致可用的磁力的显著的降低。其原因一方面是，所述集成以阀的小的结构空间为前提。这也会影响到线圈尺寸，所述线圈尺寸对能产生的磁力有着直接影响。除此以外，由于线圈集成在诸如液压块的金属壳体中，也可能通过所产生的磁场的减弱和/或干扰而产生巨大影响。这些影响对用于阀的切换的功率、例如其速度有着不利影响，从而再也不能保证用于ESP系统和驾驶员辅助系统的液压要求。
但是，通过定位并且安装在合适的部位的永磁体能够补偿在集成到液压块中的阀装置中所产生的力损失。例如永磁体能够固定地与磁衔铁相连接，以便支持磁衔铁的运动。为此，能够将永磁体施加、喷注或者浇注到衔铁的朝向极芯的端面上的凹部中。当然，在此永磁体的尺寸和类型也应该与相应的阀装置相匹配。例如永磁体能够构造为盘形。
液压制动系统例如是用于机动车、特别是用于客车或摩托车的液压制动系统。
由此，能够如已经指出的那样有利地避免磁力损失进而继续满足在ESP功能和辅助功能中使用的要求。因此，能够将这种阀设计使用在将来的系统中。通过将永磁体比如集成到衔铁中这种方式，能够实现小型结构的电磁阀。阀装置在液压块中的集成除了液压单元的更紧凑的结构空间之外还具有许多其他优点：比如壳体(即液压块)能够为阀装置(尤其是为磁体组件)提供良好的散热。朝壳体中(即朝液压块中)的散热具有另一个优点，即：在冬天对泵处的制动液进行预热，这在冬天通过快速的压力形成实现阀的更好的动力。此外，由此能够实现液压单元的简化的安装。这实现了成本节省。同样，通过仅仅一个标准组件就有利地实现了对于液压公差和磁力公差的校准/均衡。这实现了功能精度和再现性的提高并且因此实现了功能改进。即使在外围的和直接的环境中，也产生广泛的优点。因此，例如通过将阀装置集成在液压块中，能够简化控制器的结构。这也与节省成本相关。除外以外，通过这种设计能取消控制器中的、用于导出热量的散热措施(并且因此也节省了成本)。
在一种有利的实施方式中，所述液压单元的特征在于，所述阀装置至少部分地、特别是完全地集成到液压块中。
如已经解释的那样，所述阀装置包括磁体组件和液压筒这样的部件组。应该相应地理解，这两个部件组中的一个或两个部分地集成到液压块中。作为替代方案，有利地规定，两个部件组完全集成在液压块中。通过液压筒的集成，尤其能够实现与液压块的流体通道和/或与在液压块中起作用的泵组的简单的功能连接。磁体组件集成到液压块中的优点(如已经解释的那样)比如是散热，并且比如是在低温下阀的由此得到优化的动力。
在一种可能的设计方案中，液压单元的特征在于，磁体组件通过直接的器件、特别是压制件保持在液压块中。
对此应理解为，能够构成或者构成了磁体组件与液压块之间的直接的连接。例如，将磁体组件的结构单元与液压块直接压制在一起。借助于这种连接，能够将整个阀装置锚固在液压块上。能够有利地进行组件的简化的组装。
在一种优选的实施方式中，所述液压单元的特征在于，液压筒借助于磁体组件保持在液压块中。
对此应理解为，在阀装置的由液压筒与磁体组件构成的部件组之间存在着连接。此外，阀装置借助于磁体组件被固定在液压块中。因此，也通过磁体组件将液压筒固定在液压块中。当然，其他手段、像比如液压块中的凸起和/或接触面乃至压入也能够用于比如使液压筒精确地定位或给予其以支撑。然而，在这种设计中省去了液压筒与液压块的一般常用的压制，这种压制用于固定阀装置。有利地由此能够实现简化的结构和得到优化的组装。
在一种作为替代方案的改进方案中，液压单元的特征在于，磁体组件如此集成到液压块中，从而能够实现从磁体组件到液压块的表面热量传递。
对此应理解为，例如在液压块中设有柱形的凹部，柱形的磁体组件能够集成到所述柱形的凹部中。由此能够实现优化的热传递。
在一种有利的设计方案中，液压单元的特征在于，磁体组件基本上无缝隙地贴靠在液压块上。
对此应理解为，液压块中的凹部以及磁体组件的形状和尺寸如此相互协调，从而在安装状态下存在限定的配合。这种配合例如能够使柱形的磁体组件和柱形的凹部在表面上彼此贴靠。在此，这种无缝隙的配合结构被证实是用于实现优化的热传递的、结构上简单的措施。
在一种可能的实施方式中，所述液压单元的特征在于，磁体组件与液压块之间的热转移通过两种限定的导热材料、特别是金属来实现。
对此应理解为，例如液压块和磁体组件的外壳体部件由金属制成并且因此改进了热量转移。通过将电磁线圈集成在液压块中能够通过金属过渡实现良好的热传导。这能够尤其是在低温下改善液压单元的功能。
在一种优选的实施方式中，所述液压单元的特征在于，优化导热能力的介质被施加到磁体组件与液压块之间。
对此应理解为，例如导热膏填满磁体组件与液压块之间的间隙。为此，例如在组装之前，能够将导热膏施加到液压块的凹部的内侧面和/或磁体组件的外侧面上。在一种作为替代方案的实施方式中，也能够在组装之后喷射出所述间隙。通过这项措施，能够有利地用仅仅小的额外开销来实现对热传导的积极的反作用。
在一种可能的改进方案中，用于液压单元的阀装置的特征在于，该阀装置构造为能预组装的标准组件。
对此应理解为，阀单元的组件和部件组如此构成，从而能够由此组装能单独地操纵的标准组件(“阀单元“)。因此，部件组的并合不是在最终组装时才实施，而是能够在更早的时刻来进行。因此，也能够如此理解本发明的这种设计方案，从而设置了具有阀装置的液压单元，其中所述阀装置构造为能预组装的标准组件。由此能够有利地简化组件的复杂性。同样，能够将多个组装步骤分散到连续的单元上。由此，能够有利地降低成本。
根据本发明，此外设置了一种用于液压单元的控制器，该控制器的特征在于，该控制器包括用于磁体组件的操控装置。
对此应理解为，控制器构造用于能够操控磁体组件。作为磁体组件，在此尤其是指电磁线圈。在这个意义上，液压单元包括控制器，其中控制器能够操控阀装置-特别是磁体组件。由此，有利地将操控装置的功能直接集成到控制器中，然而，也有利地在各个单元之间进行功能分离。这能够实现液压单元的紧凑的结构及其容易的组装。
在一种有利的实施方式中，用于液压单元的控制器的特征在于，控制器直接被连接到液压块上，而尤其并未在空间上容纳磁体组件或者包含磁体组件。
对此应理解为，液压单元不仅包括液压块而且包括控制器。这两个结构单元在空间上直接相互连接。由此，有利地减小结构空间。此外，应当强调的是，控制器如此构成，使得其没有容纳磁体组件、特别是电磁线圈。因此，控制器比如没有提供凹部，电磁线圈必须或者能够被插入到所述凹部中。因此，磁铁组件或电磁线圈仅仅集成到液压块中。不过，控制器可能通过贴靠到液压块上这种方式来遮盖着电磁线圈。由此，有利地产生一种狭窄的控制器以及液压单元的全部结构空间的减小。
在一种优选的改进方案中，用于液压单元的控制器的特征在于，该控制器的贴靠到所述液压块上的侧面基本上是平坦的并且特别是不具有用于容纳磁体组件的凹部。
对此应理解为，控制器不包含磁体组件、尤其是电磁线圈集成到其中的开口。因此，液压单元包括控制器，其中控制器的贴靠到液压块上的侧面基本上是平坦的并且特别是不具有用于容纳磁体组件的凹部。由此，以有利的方式产生控制器的简单的构造。此外，由于取消了通过电磁线圈进行的热量输入，所以不需要在控制器中采取用于进行散热的去热措施(和/或散热措施)。以这样的方式产生一种成本更加低廉的控制器。同样，通过控制器的构造的简化进一步节省了成本。
附图说明
应该指出，在说明书中单个地列举出的特征能够以任意的在技术上有意义的方式相互组合并且表明了本发明的其他设计方案。本发明的其他特征和适用性从参照附图对实施例所作的说明中得出。
在附图中：
图1示出了根据本发明的液压单元的阀装置的一种实施方式的示意性的剖面视图；并且
图2从两个观察方向示出了根据本发明的液压单元的一种实施方式的半透明的示图。
具体实施方式
图1示出了用于车辆用的液压单元100的阀装置101的示意性的剖面视图。阀装置101(在所示出的实施方式中也被称为电磁阀)在此包括两个部件组、即磁体组件1和液压筒2。阀装置101具有壳体，所述阀装置被定位并且被保持在所述壳体中。该壳体由液压块102构成。阀装置101在此完全集成到液压块102中，该液压块具有阶梯孔的式样的容纳口3。在此，被装入到容纳口3中的阀装置101具有第一阀套4，在该第一阀套中固定地布置有极芯5并且磁衔铁6能轴向移动地布置在该第一阀套中。在此，在极芯5和磁衔铁6之间设有形式为螺旋弹簧的压力弹簧7，该压力弹簧7将磁衔铁6朝第二阀套8的方向推挤。第二阀套8基本上构造为杯形，其具有侧壁9和底部10。在底部10中构造了通流口11，为该通流口分配了阀座12。磁衔铁6在其朝向阀套8的端部上拥有封闭体13，该封闭体在此构造为密封球。通过压力弹簧7，经由磁衔铁6将封闭体13推挤到阀座12中，使得通流横截面11被封闭。
第二阀套8的与底部10对置的端部背离磁衔铁6并且在第一阀套4中得到导引。第一阀套4具有变细的轴向区段14，第二阀套8在径向上密封贴靠的情况下以传力连接的方式被保持在所述轴向区段14中。必要时也能够在轴向区段14中在第一阀套与第二阀套之间设置焊接连接。第一阀套4在轴向区段14与底部10之间具有以下区域，该区域在径向上相对于阀套8隔开的情况下伸展，其中在这个区域中在阀套4中以在该阀套4的圆周范围内分布的方式布置了多个流出开口15。由于阀套4的、在流出开口15的区域中的径向间距，这些流出开口15与通流口11处于流体技术上的连接之中，只要封闭体13已经通过磁衔铁6的移动克服压力弹簧7的弹力而被拉动。
为此，阀装置101具有磁体组件1，所述磁体组件同样布置在容纳部3中。磁体组件1包括电磁线圈17，该电磁线圈以与阀套4同轴的并且特别是贴靠在其上面的方式来布置。在此，电磁线圈17延伸超过阀套4的自由的端部，其中尤其极芯又突出超过电磁线圈17。为磁体组件1分配了壳体件18，该壳体件包括电磁线圈17。在此，壳体件18的在径向上处于里面的区段构造为止挡19，该止挡在阀套4的自由的端部上向其进行轴向加荷。以这样的方式，通过壳体件18将阀套4推挤到壳体2中并且保持在其中。
此外，设有与磁衔铁6相连接的永磁体16。为此，磁衔铁6在其朝向极芯5的端面上具有容纳着永磁铁16的磁体容纳部。永磁体16在所示出的实施例中构造为圆形的有孔圆盘，其穿过压力弹簧7。作为替代方案，永磁体16能够构造为角形的有孔圆盘。永磁体16能够对在集成到液压块中的小型电磁阀中所产生的磁力损失进行补偿。为了打开阀，在打开方法的范围内，以第一电流方向给磁体组件1通电，该磁体组件产生磁场。这使得极芯5和具有永磁体16的磁衔铁6相互吸引，从而减小了磁衔铁6与极芯5之间的气隙并且将封闭体13从阀座12上抬起。
作为替代方案，当然也能够考虑，如此预先给定永磁体16的磁力，从而在被闭锁在阀装置101中的压力下降到低于能预先给定的极限值时为了在打开运动期间打开阀装置101永磁体16使磁衔铁6朝极芯5的方向运动，从而将封闭体13从阀座12上抬起。
通过永磁体16的使用，也能够提供双稳态的电磁阀。在这种情况下，永磁体16不仅在对磁体组件1进行第一通电时克服弹簧7的弹力借助于其作用于极芯5的磁性吸引力来支持阀装置101的打开。在打开状态下，衔铁6继续通过永磁体16被保持在极芯5上。随后，磁体组件1的相反的通电通过具有永磁体16的磁衔铁6被极芯5排斥而引起阀的重新关闭。随后，在取消通电之后，压力弹簧7(以及被锁定的压力)使得阀保持关闭状态。
在另一种未示出的替代方案中，阀装置101也能够在没有压力弹簧7的情况下构成。
此外，阀套4优选在区域20中、在流出开口15的与轴向区段14对置的一侧上具有这样一种直径，该直径与容纳部3的内直径一起形成过盈配合，使得阀套4在区域20中被压紧在壳体2中，由此通过挤压连接一方面保证可靠的固定并且另一方面保证密封。同时，挤压连接的径向地作用于阀套4的力用于将轴向区段14可靠地朝阀套8或其侧壁9挤压。
为了将磁体组件1锁定在容纳部3中而规定，在容纳部3的边缘处对液压块102进行了压制，以便形状配合连接地锁定磁体组件1进而整个阀装置。因此通过压制件21a或21b将磁体组件1推挤到容纳部3中，由此借助于壳体件18和止挡19将阀套4挤压到液压块102中。在此，图2示出了两种替代方案：在左半部分上是滚动的压制件21a并且在右半部分上是力减小的摆动式压制件(Taumelverstemmung)21b。液压块102在流出开口15的区域中具有至少一个第一流体接头22，所述第一流体接头与流出孔15处于流体技术上的连接之中，使得液压介质相应地通过流出开口到达流体接头中。此外，液压块102在阀套4和8的延长部中具有另一个流体接头23，该流体接头直接与通流口11处于流体技术上的连接之中。而后在操纵阀时，比如流体能够沿着箭头24的方向从流体接头23穿过通流口11进入到流出开口15中并且到达流体接头22处。
在图2中从两个观察方向示出了根据本发明的液压单元100的一种实施方式的半透明的图示。液压单元100在此由阀装置101、液压块102、控制器103和泵组104这些部件组所组成。液压块102在此透明地示出并且表明阀装置101在结构上完全集成在这个液压块102中。能够看出，不仅磁体组件1而且液压筒2均处于液压块102之内。同样清楚的是，所有阀装置101都集成到液压块101中。此外，右图示出了四个车轮接头25。

Claims (14)

1.一种用于液压制动系统的液压单元(100)，其具有液压块(102)和至少一个阀装置(101)，其中所述阀装置(101)包括以下元件：
-液压筒(2)，所述液压筒具有阀座(12)并且具有用于闭锁并且释放所述阀座(12)的、可移动的封闭体(13)；以及
-磁体组件(1)，所述磁体组件具有用于产生移动所述封闭体(13)用的磁力的电磁线圈(17)，
其特征在于，
所述磁体组件(1)集成到所述液压块(102)中并且所述阀装置(101)具有永磁体(16)，以便借助于磁力来支持所述封闭体(13)的移动，
并且所述阀装置(101)具有第一阀套(4)，在所述第一阀套中固定地布置有极芯(5)并且磁衔铁(6)能轴向移动地布置在该第一阀套中，其中，在所述磁衔铁(6)的端部上承载所述封闭体(13)，
并且在所述极芯(5)和所述磁衔铁(6)之间设有压力弹簧(7)，通过所述压力弹簧(7)经由所述磁衔铁(6)将所述封闭体(13)推挤到所述阀座(12)中。
2.根据权利要求1所述的液压单元(100)，其特征在于，所述阀装置(101)至少部分地集成到所述液压块(102)中。
3.根据权利要求1所述的液压单元(100)，其特征在于，所述阀装置(101)完全地集成到所述液压块(102)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，通过直接的器件将所述磁体组件(1)保持在所述液压块(102)中。
5.根据权利要求4所述的液压单元(100)，其特征在于，通过压制件(21a、21b)将所述磁体组件(1)保持在所述液压块(102)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述液压筒(2)借助于所述磁体组件(1)保持在所述液压块(102)中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述磁体组件(1)如此集成在所述液压块(102)中，从而能够实现从所述磁体组件(1)到所述液压块(102)的表面热量传递。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述磁体组件(1)基本上无缝隙地贴靠在所述液压块(102)上。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，借助于两种限定的金属导热材料来实现在所述磁体组件(1)与所述液压块(102)之间的热转移。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，在所述磁体组件(1)与所述液压块(102)之间施加了优化导热能力的介质。
11.一种阀装置(101)，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述阀装置(101)是能预组装的组件。
12.一种控制器(103)，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述控制器(103)包括用于所述磁体组件(1)的操控装置。
13.一种控制器(103)，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述控制器(103)直接连接到所述液压块(102)上，并未在空间上容纳所述磁体组件(1)或者包含所述磁体组件(1)。
14.一种控制器(103)，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的液压单元(100)，其特征在于，所述控制器(103)的贴靠到液压块(102)上的侧面基本上是平坦的并且不具有用于容纳所述磁体组件(1)的凹部。
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