CN112113027A - 具有抗疲劳的、用于减少可能的阀门振动的机械式器件的对液压流进行可变节流的阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液压流的可变的节流的阀门(1)，包括挺杆(2)和引导元件(3)，挺杆(2)在该引导元件中引导，以沿行程方向(4)运动，其特征在于，设有至少一个抗疲劳的机械式器件(5)，其局部减小挺杆(2)的径向游隙(6)，以减小可能的阀门振动。

Description

具有抗疲劳的、用于减少可能的阀门振动的机械式器件的对 液压流进行可变节流的阀门
技术领域
本发明涉及用于液压流的可变的节流的阀门。此外，还说明了一种用于机动车的、具有相应的阀门的液压系统。尤其还说明了用于制造用于这种阀门的构件的各种方法。
背景技术
当今的ABS/ESP系统提供了例如在与前方车辆保持距离时辅助驾驶员的附加功能。这经由以下方式通过系统的主动干预来实现，即，在驾驶员本身没有操纵制动踏板的情况下在车轮制动钳上建立压力。为了避免驾驶员听到干扰性的噪声，使用了液压阻尼措施，其减少来自系统的输送单元的压力脉动。阻尼措施包括液力阻抗和承载能力。为了液压阻尼器的有效性，通常通过阻抗实现很大的节流。在此，缺点是，在很大的阻抗(高的压降)的情况下，作用于马达的负载增大，转速降低，并且因此输送功率或压力建立动态性降低。
作为对策，可使用这样的阻抗，其与流量相关地呈现出可变的流经的面积。因此，在很大的体积流的情况下，流经的面积更大，并且因此减小了压降的进一步增加。如果可变的节流部设计成具有与流量相关的行程的阀门(关闭体和弹簧)的形式，流动力发生作用，其导致关闭体的振动(平移和旋转)。因此产生压力振动，其在液压系统中传播，并且可由于管路与车身的连接而导致在客舱中的噪声。在该背景下，努力至少减少或甚至防止因此产生的阀门振动。
发明内容
在此提出了一种根据权利要求1的用于液压流的可变的节流的阀门，包括挺杆和引导元件，在该引导元件中引导有挺杆，以沿行程方向运行，其特征在于设有至少一个抗疲劳的机械式器件，其局部减小挺杆的径向游隙，以便减小可能的阀门振动。
阀门例如可为电磁阀和/或连续控制阀。作为连续控制阀，该阀(与切换阀相比)允许在不同的关闭体状态之间的连续转变。因此，体积流可通过该阀门根据行程调节。
阀门可包括阀门壳体，在该阀门壳体中通常设置有连接阀门入口与阀门出口的纵向通道。就此而言，挺杆例如可安装在纵向通道中。挺杆可在一端实施成具有关闭体或者与关闭体连接。引导元件例如可布置在纵向通道中或者至少部分区段地包围它。
挺杆在引导元件中通常可沿阀门的纵向方向(其通常相应于行程方向)运动。此外，通常规定，在挺杆的行程运动期间，机械式器件相对于挺杆进行相对运动。在此，机械式器件的至少一部分可沿着挺杆的外表面相对于挺杆运动。换句话说，这尤其意味着，机械式器件的至少一部分(还在挺杆的行程运动期间，尤其始终或持续地)可与挺杆的外表面接触。
机械式器件用于减少可能的阀门振动或摆动。为此，器件(仅仅)局部地减小挺杆的径向游隙，尤其在挺杆和引导元件之间的径向游隙。就此而言，“局部地”尤其意指，没有减小在挺杆的整个圆周上和/或在引导元件的整个长度上的径向游隙。因此，换句话说，局部地减少径向游隙还可描述成，在挺杆和引导元件之间的(在其他情况下存在的、尤其在其他情况下非零的)径向间距局部地减小，或者局部地小于在其他部位的径向间距。机械式器件尤其是机械式预载器件。
与由液压流本身产生的替代的横向力相比，机械式(预载)器件尤其具有的优点是，效果与流速和流体特性无关。对于由液压流本身产生的这种横向力相比，通常需要非对称地设计被环流的主体，并且因此在彼此对置的表面区域处存在不同的压力情况(类似于机翼)。此外，仅可针对确定的温度范围和体积流实现在通过液压流产生横向力时的效果(减振)。切换成其他的流体将导致不同的行为。
在此，将“抗疲劳地”尤其理解成，机械式器件(在非常长的、理想情况下无限时期内)保持其外轮廓和/或其(横截面)几何结构。有利地，这使得允许借助于机械式器件可持久地(或恒定地)精确预定挺杆的径向游隙或其局部的减小，和/或可持久地将限定的预载力施加到挺杆上，并且因此可持久地减小不期望的阀门振动。
由于机械式器件的抗疲劳强度，也使得机械式器件不同于密封件，密封件通常用由橡胶构成的至少一个O型圈制成，因为密封件相对比较快地磨损或变脆、损失材料，并且因此其外轮廓和/或其(横截面)几何结构在相对短的时期内已经有改变(没有得以保持)。
例如与挺杆通过弹性的O型圈密封件的替代的引导相比，机械式(预载)器件具有的优点是，可持久地(或恒定地)精确预定挺杆的径向游隙或其局部的减小。此外，可通过机械式(预载)器件实现(预先)限定的预载力，并且可持久地调节该预载力。在此，可通过机械式预载器件将恒定的和/或可机械调节的或可预定的(预先限定的)横向力施加到挺杆上。相比之下，限定的预载力不可通过弹性的O型圈密封件来调节，并且尤其不可持久或恒定地维持，因为O型圈密封件的(横截面)几何结构一方面由于磨损并且另一方面由于吸收流体(膨胀)而改变。换句话说，O型圈密封件不耐用。O型圈的材料剥落可附加地以颗粒的形式负面影响整个系统。
根据优选的设计方案提出，机械式器件在挺杆的行程运动期间将横向力(横向于行程方向)施加到挺杆上。换句话说，这尤其意指机械式器件设立成在挺杆的行程运动期间将横向力施加到挺杆上。
横向力例如可仅仅在行程的一部分期间或在整个行程期间施加到挺杆上。在此，横向力可作用于挺杆，使得出现挺杆在引导元件中和/或相对于引导元件有针对性的偏移和/或倾斜。
作为抗疲劳的机械式器件的材料，例如可使用抗疲劳的塑料(即，不是橡胶)或金属合金。根据另一有利的设计方案提出，机械式器件是金属的。
根据另一有利的设计方案提出，机械式(预载)器件是弹簧。在此，原则上可为弯曲弹簧、压力弹簧、拉伸弹簧或扭力弹簧。
根据另一有利的设计方案提出，机械式(预载)器件为弯曲弹簧。具有弯曲弹簧的该实施方案变体特别有利于持久地以限定的预载力减小可能的阀门振动，同时仍然易于安装。
根据另一有利的设计方案提出，弯曲弹簧沿行程方向或横向于行程方向取向。为此，弯曲弹簧可沿着引导元件的纵向方向或沿着引导元件的径向方向或周向方向取向。
根据另一有利的设计方案提出，设置有至少两个机械式器件，它们沿着围绕挺杆的圆周分布地布置。优选地设置有两个、三个或四个机械式器件。在此，至少两个机械式器件特别优选地均匀地(或等距地)分布地布置。
根据另一有利的设计方案提出，机械式器件集成到引导元件中和/或与引导元件一体形成。机械式器件和引导元件尤其彼此固定连接和/或彼此整体地制成。机械式器件例如可由引导元件的材料制成，尤其机械式器件由引导元件的壁部(外壳)制成，壁部尤其将引导元件的两个端侧彼此连接。
因此可特别有利地实现弯曲弹簧引导，以在阀门处进行减振。弯曲弹簧例如可实现为环绕套筒的弯曲/变形部分。为此，这具有的优点是，无需其他的装配步骤来连接弯曲弹簧和套筒。
根据另一有利的设计方案提出，引导元件为套筒。在此，套筒可限定和/或形成连接阀门入口与阀门出口的纵向通道(周向)。
根据另一有利的设计方案提出，引导元件为弹簧套筒，在该弹簧套筒处支撑有为挺杆沿行程方向加预载的预载元件。预载元件例如可为(压力)弹簧，其为布置在挺杆处的关闭体相对于阀座施加预载。
根据另一方案还说明了一种用于机动车的液压系统，其包括在此说明的阀门。就此而言，液压系统可为驾驶员辅助系统和/或安全系统(例如ABS或ESP系统)的组成部分，或与之共同作用。
结合阀门阐述的细节、特征和有利的设计方案还可相应地出现在这里提出的液压系统中，反之亦然。在这方面，充分参考那里给出的详细表征特征的论述。
附图说明
下面参考附图进一步阐述在此提出的解决方案和其技术环境。要指出的是，本发明不限于示出的实施例。尤其是，除非另有明确说明，否则还可提取在附图中阐述的事实的部分方面，并且使之与其他的图和/或本说明的其他的组成部分和/或知识组合。其中：
图1以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的阀门，
图2以立体视图示意性地示出了图1的阀门的引导元件，
图3以立体视图示意性地示出了图2的引导元件的替代的实施方式，
图4以立体视图示意性地示出了图2的引导元件的另一替代的实施方式，
图5示意性地示出了挺杆、引导元件和机械式器件彼此的另一可行的布置的俯视图，
图6示意性地示出了挺杆、引导元件和机械式器件彼此的另一可行的布置的俯视图，
图7示意性地示出了挺杆、引导元件和机械式器件彼此的另一可行的布置的俯视图，
图8以立体视图示意性地示出了图7的引导元件的实施方式，
图9示意性地示出了用于一起制造用于在此说明的阀门的引导元件和机械式器件的示例性的方法的流程，
图10以立体视图示意性地示出了图2的引导元件的另一替代的实施方式，
图11示意性地示出了用于一起制造用于在此说明的阀门的引导元件和机械式器件的另一示例性的方法的流程，
图12以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门，
图13以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门，并且
图14以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门。
具体实施方式
图1以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的阀门1。阀门1设立成对液压流的可变的节流。该阀门包括挺杆2和引导元件3，挺杆2在该引导元件中引导，以沿行程方向4运动。阀门1具有至少一个抗疲劳的机械式(预载)器件5，该器件局部减小挺杆2的径向游隙6，以便减小可能的阀门振动。为此，机械式(预载)器件5设立成在挺杆2的行程运动期间将横向力施加到挺杆2上。
在此，机械式(预载)器件5例如为弯曲弹簧。此外，机械式器件5在此例如集成到引导元件3中，并且与之一体地形成(为此还参考根据图2的图示)。为此，引导元件3在此例如为套筒，其进一步例如实施为弹簧套筒，在该弹簧套筒处支撑有对挺杆2沿行程方向4预载的预载元件7。
在挺杆2的与预载元件7相对而置的端部布置有阀门关闭体9，其可借助于挺杆2朝阀座10运动，并且又可运动离开阀座。通过阀门关闭体9离开阀座10的行程运动释放流动路径，该流动路径将两个阀门开口11彼此连接。
图2以立体视图示意性地示出了图1的阀门1的引导元件3。在图2中绘出并且用箭头标出了在图1中示出的截面图示的截面线。
就此而言，图1和2示出了阀门2的可行的实施方式。套筒3具有的功能是，首先将螺旋弹簧7施加预载到确定的长度，以便达到期望的打开压力，并且其次引导阀门挺杆2。由于公差和可装配性，在套筒3和挺杆2之间应存在最小游隙6。
为了形成机械式(预载)器件5，由套筒3在一个或多个部位处加工出轮廓，该轮廓(局部地)进一步限制在挺杆2和套筒3之间的径向的运动自由空间。在此，机械式(预载)器件5例如作为一种类型的弯曲弹簧示出。为此，轮廓在一个或多个部位处接触挺杆2，并且因此引起有针对性的偏移和/或倾斜。因此，径向的游隙空间6可(局部地)任意地减小到直至0μm[零微米]，因此可显著减小径向振动。此外，还可通过在接触点处存在的摩擦减小轴向振动。
图3以立体视图示意性地示出了图2的引导元件的替代的实施方式。例如弯曲弹簧沿周向方向实施。任意的位置是可行的。为此，这示出了弯曲弹簧可横向于行程方向4取向且弯曲弹簧可如何横向于行程方向4取向的示例。
图4以立体视图示意性地示出了图2的引导元件的另一替代的实施方式。为此，根据图4的图示示出了弯曲弹簧可沿行程方向4取向且弯曲弹簧可如何沿行程方向4取向的示例。此外，在图4中附加地说明了轮廓的形状变化，该形状变化可有助于减少在载荷下的材料应力。
图5示意性地示出了挺杆2、引导元件3和机械式器件5彼此的一种可行的布置的俯视图。
图6示意性地示出了挺杆2、引导元件3和机械式器件5彼此的另一可行的布置的俯视图。就此而言，图6为此说明了可设置至少两个(在此是四个)机械式(预载)器件5以及可如何设置至少两个(在此是四个)机械式(预载)器件5的示例，机械式器件沿着围绕挺杆2的圆周分布地布置。
在本文中，图5和图6、图3以俯视图示出了其他的弯曲弹簧。弯曲弹簧的数量可任意选择。
图7示意性地示出了挺杆2、引导元件3和机械式器件5彼此的另一可行的布置的俯视图。
图8以立体视图示意性地示出了图7的引导元件3的实施方式。
对于在图7和图8中示出的示例性的其他的实施方式，弯曲弹簧5附加地在宽度上弯曲。换句话说，还可这样来描述，沿行程方向4(参见图1)取向的弯曲弹簧5至少可在(纵向)区段中、尤其在头部区段中具有沿径向方向和/或沿周向方向的曲率。此外，可考虑任意的形状。
图7和图8中的弹簧保持部3例如可由片材通过冲裁和变形制成。这还在下文中借助图9进一步进行阐述。
图9示意性地示出了用于一起制造用于在此说明的阀门1的引导元件3和机械式器件5的示例性的方法的流程。该方法用来一起制造用于在此说明的阀门1的引导元件3和至少一个机械式预载器件5。就此而言，用框110、120和130说明了方法步骤a)、b)和c)以及其示例性的顺序。
在框110中，根据步骤a)提供片材8。在框120中根据步骤b)冲压片材8。在框130中根据步骤c)使片材8变形。
就此而言，作为示例示出了一种尽可能成本有利的制造原理：从扁平的片材8中冲裁出弯曲弹簧5的轮廓，同样冲裁出示意性地示出的底部部段12。在下一步骤中，通过冲压使弯曲弹簧5获得期望的轮廓。在最后的变形工艺中，使该部分成形成套筒3，并且使底部部段12成角度地弯曲。
替代于此，基体3可首先制成为深冲件，并且随后进行冲裁(弯曲弹簧5)。
作为另一替代方案，弯曲弹簧5还可代替冲裁仅仅通过弹簧套筒3的变形实现。例如在图10中示出了这种制造方法的一种可行的结果。
图10以立体视图示意性地示出了图2中的引导元件3的另一替代的实施方式。
图11示意性地示出了用于一起制造用于在此说明的阀门1的引导元件3和机械式器件5的另一示例性的方法的流程。
在图11中，弯曲弹簧5如此实现，即，弯曲的片材8在端部没有连接，并且因此在(弯曲成套筒3的)片材8的圆周上存在一定的弹簧效果。
图12以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门1。图12说明了，在阀门中弯曲弹簧5的接合最初(即，在阀门闭合时)不必存在。
图13以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门1。在图13中说明了弯曲弹簧5的作用点不是在挺杆2的最大直径处，而是在其他任意部位处。在此，弯曲弹簧5可由弹簧套筒3形成(如在图13中示出的那样)或通过附加的构件(如在图14中示出的那样)形成。
图14以侧视图示意性地示出了在此提出的、剖切示出的另一阀门1。在图14中，弯曲弹簧5由附加于弹簧套筒3的(但与弹簧套筒3尤其可分开地连接的)构件形成。

Claims (10)

1.一种用于液压流的可变的节流的阀门(1)，该阀门包括挺杆(2)和引导元件(3)，在该引导元件中引导所述挺杆(2)，以沿行程方向(4)运动，其特征在于，设有至少一个抗疲劳的机械式器件(5)，该机械式器件局部减小所述挺杆(2)的径向游隙(6)，以减少可能的阀门振动。
2.根据权利要求1所述的阀门(1)，其特征在于，所述机械式器件(5)在所述挺杆(2)的行程运动期间将横向力施加到所述挺杆(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的阀门(1)，其特征在于，所述机械式器件(5)是金属的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，所述机械式器件(5)是弹簧。
5.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，所述机械式器件(5)为弯曲弹簧。
6.根据权利要求5所述的阀门(1)，其特征在于，所述弯曲弹簧沿行程方向(4)或横向于所述行程方向(4)取向。
7.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，设置有至少两个机械式器件(5)，它们沿着围绕所述挺杆(2)的圆周分布地布置。
8.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，所述机械式器件(5)至少集成到所述引导元件(3)中，或者与所述引导元件一体地形成。
9.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，所述引导元件(3)为套筒。
10.根据上述权利要求中任一项所述的阀门(1)，其特征在于，所述引导元件(3)为弹簧套筒，在该弹簧套筒处支撑有对所述挺杆(2)沿行程方向(4)施加预载的预载元件(7)。
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