用于车辆液压制动系统的活塞泵阀的制作方法

用于车辆液压制动系统的活塞泵阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆液压制动系统的活塞泵阀(70)，所述活塞泵阀具有用于选择性地打开和关闭阀孔(50)的关闭体(72)，通过所述活塞泵(10)输送的流体能够在入流侧(96)上流向所述关闭体并且所述关闭体利用打开运动(98)允许所述流体流过所述阀孔(50)。在所述活塞泵阀中，所述关闭体(72)在其入流侧(96)被设计成空心的并且可以在所述打开运动(98)中在那里弹性地变形。
【专利说明】用于车辆液压制动系统的活塞泵阀

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于车辆液压制动系统的活塞泵阀，该活塞泵阀具有用于选择性 地打开和关闭阀孔的关闭体，通过活塞泵输送的流体能够在入流侧流向该关闭体并且该关 闭体利用打开运动允许流体流过该阀孔。此外，本发明还涉及这种活塞泵阀在车辆液压制 动系统中的应用。

【背景技术】
[0002] 如特别是在具有ABS和ESP制动系统的机动车辆所使用的那样，车辆液压制动系 统具有活塞泵，该活塞泵具有至少一个相应的活塞泵阀。单个活塞泵阀要么用作吸入阀要 么用作排出阀并且有助于能够在制动系统中提供受控制动压力。为此，活塞泵阀包括通常 被形成为球体的关闭体，该关闭体根据需要打开或者关闭活塞泵的阀孔。该阀孔在排出 阀的情况下通常位于杯形缸体的端侧，活塞可轴向移动地支承在该缸体中。该活塞在它的 一个端部上由偏心轮驱动并且以它的另一个端部伸进杯形缸体中。这种活塞泵例如已由 DE102009046313A1 公开了。


【发明内容】

[0003] 根据本发明，提供一种用于车辆液压制动系统的活塞泵阀，该活塞泵阀具有用于 选择性地打开和关闭阀孔的关闭体，通过活塞泵输送的流体能够在入流侧流向该关闭体并 且该关闭体利用打开运动允许流体流过阀孔。在这里，关闭体在其入流侧被设计成空心的 并且可以在打开运动中或者说随着打开运动在那里弹性地变形。换句话说，特别是从纵截 面看，关闭体被设计成具有凹的入流侧，该入流侧的凹陷在阀打开时扩大。阀孔特别是通过 关闭体的凹入形状扩大而打开。
[0004] 根据本发明的关闭体的空心或者说凹的入流侧是指，入流侧沿着流体的流动方向 被挖空。也就是说，如果流体沿着纵向流动，那么入流侧同样沿着该纵向被挖空，特别是成 拱形。纵向在这里特别是相应缸体的轴向。"凹"在这里是指，入流侧向内成拱形，其中，"内" 涉及活塞泵的内部空间或者说压力室。相反地，"外"是活塞泵的沿着流动方向在内部空间 后面延伸的外部空间。
[0005] 经这样设计，根据本发明的关闭体从纵截面看特别是具有中间区域，该中间区域 在两侧分别由一个侧面限制。每个侧面笔直地或者经倒圆地或者说成拱形地从中间区域开 始逆着流体的流动方向延伸。中间区域本身同样可以至少稍微成拱形。特别优选地，中间 区域被设计成平的。
[0006] 这样根据本发明设计的关闭体的空心或者说凹的入流侧当流体在压力下入流时 从它的原始形状变形成凹入较小的形状并且入流的流体由此使关闭体变形，特别是扩大。 在变形，特别是扩大时，关闭体打开阀孔，由此执行打开运动。扩大可以从端面的凹入较小 的形状经过平的形状直至到凸的形状。因此，可以设定符合需要的流动横截面和每单位时 间的通流体积。流动横截面是由流体施加到关闭体上的压力与沿着流动方向在关闭体之后 存在的压力之间的差压（及其时间变化）的函数。借助于能符合需要地进行设定的流动横 截面，至少在很大程度上避免干扰性噪声和振动。这样，利用根据本发明的解决方案，特别 是可以提供一种低噪声和振动的活塞泵阀。
[0007] 变形，特别是扩大根据本发明弹性地进行。在变形时储存变形能，该变形能在流体 压力减小时使关闭体重新运动回到其原始形状。因此，关闭体自动地起复位或者说弹回作 用并且因此除了关闭体的功能之外同时还执行复位元件的功能。这样，与常规活塞泵阀相 t匕，以节省材料和空间的方式，降低了所需的部件数量。
[0008] 此外，根据本发明的凹的入流侧有利地借助于特别是扁平的，特别是盘形的关闭 体提供，该关闭体沿轴向需要比常规关闭体明显更少的结构空间。优选地，关闭体根据本发 明以节省空间的方式被设计成盘形弹簧。
[0009] 此外，关闭体根据本发明有利地在其入流侧以端面起密封作用，其中，该端面贴靠 在支承元件上，使得阀孔被密封。支承元件优选是包围阀孔的阀座部件。特别优选地，该阀 座部件具有凸起、特别是台阶或者说棱边，该端面作为相对方密封地贴靠在该凸起、特别是 台阶或者说棱边上。因此，特别是以节省空间和材料的方式实现了密封作用。
[0010] 此外，关闭体根据本发明优选被设计成环形盘，其中，特别是在打开运动中可以使 环形盘沿着流过阀孔的流体的流动方向变形。环形盘被设计成呈圆形地具有中央孔或者说 开口并且呈盘形地具有面状元件。该面状元件具有两个端面，其中，一个端面位于入流侧 上。此外，该面状元件包括位于包围中央孔的内边缘上的内边缘面和位于与内边缘径向对 置的外边缘上的外边缘面。
[0011] 令人惊讶的是，正是在关闭体中的这种孔是特别有利的。中央孔用作定向特征，借 此关闭体可以简单地位置精确地定位在根据本发明的活塞泵阀中。同时，中央孔的内边缘 优选能够设置在为此设计的反作用部件上，使得该反作用部件沿流体的流动方向堵住中央 孔。因此，与面状元件相结合，阀孔总体上被关闭。环形盘的面状元件根据本发明在流体在 压力下入流时变形并且在此情况下打开阀孔。此外，变形在此还包括环形盘的倾斜。优选 地，根据本发明的环形盘是锥形壳体，该锥形壳体在其外缘边的区域中沿着流体的流动方 向变形。因此，碟形弹簧可以用作环形盘。
[0012] 此外，环形盘根据本发明有利地具有所提到的内边缘并且保持在保持元件上，环 形盘在该保持元件上以它的内边缘进行密封。该保持元件优选是已经提到的反作用部件并 且特别是阀盖部件。为了在内边缘上进行密封，环形盘特别是以形状配合连接的方式沿轴 向设置在保持元件上。特别优选地，环形盘在其内边缘上能够弹性地变形，特别是沿径向扩 大。因此，环形盘可以在其内边缘上非常简单且不影响成本地夹在保持元件上。替代地，环 形盘可以在其内边缘上与保持元件敛密。借助于敛密，在另一制造步骤中提供了一种与夹 紧连接相比稳定性更好和密封性更好的连接。
[0013] 此外，关闭体根据本发明有利地具有能够自由运动的端部区域。在这里，关闭体相 对于流体的主流动方向而言具有横向延伸部并且关于该横向延伸部具有径向内侧区域和 径向外侧区域。径向内侧区域和径向外侧区域在这里都被称作端部区域。根据本发明，端 部区域是可以自由运动的或者说具有自由端部。因此，关闭体可以针对性地在端部区域上 被入流的流体向后挤压并变形，特别是扩大，借此阀孔在端部区域上被打开。在环形盘作为 关闭体的情况下，该端部区域优选位于关闭体的径向内侧区域中，从而流体可以在中央沿 着活塞泵阀的纵向延伸方向从活塞泵流出。特别优选地，根据本发明可自由运动的端部区 域位于关闭体的径向外侧区域中。在关闭体的径向外侧区域中，与径向内侧区域相比，流体 只需使用较小的变形力。因此，打开运动在流体的压力升高相对较小时就已可以快速地执 行。
[0014] 此外，关闭体根据本发明有利地具有所提到的外边缘，关闭体以该外边缘起密封 作用。为此，关闭体的外边缘密封地贴靠在相对方，特别是阀座部件上。该相对方特别是具 有用作密封面的表面。因此，阀孔特别简单且节省部件地被密封。
[0015] 此外，关闭体根据本发明优选沿轴向具有恒定的厚度。因此，提供了一种关闭体， 该关闭体关于其厚度对于入流的流体施加特别均匀的反压。反压的变化只通过根据本发明 的关闭体的横向延伸部设计产生，从而关闭体的反压可以仅仅通过改变作为可变因素的该 横向延伸部进行设定。这样，在变形之后的符合需要的回弹作用可以通过针对性地只改变 这个因素来实现。
[0016] 此外，在根据本发明的活塞泵阀中有利地设有用于关闭体的打开运动的行程限制 元件。在这里，该行程限制元件优选定位在背向入流侧的一侧上。在那里，行程限制元件优 选直接设置在关闭体的背向入流侧的背侧上和/或设置在与关闭体的背侧对置的部件上。 该部件特别是阀盖部件。行程限制元件在那里是突出的，从而关闭体在流体入流和由此产 生的打开运动时撞在行程限制元件上。因此，避免了关闭体继续变形，特别是扩大，从而以 特别简单的方式限制了关闭体的最大偏移量。借助于对打开运动的限制，流动横截面能够 根据活塞泵的应用领域进行设定。
[0017] 此外，根据本发明，有利地提供一种具有阀座部件和阀盖部件的活塞泵阀，其中， 关闭体设置在阀座部件与阀盖部件之间。此外，设有壳体部件，在该壳体部件中，阀盖部件 流体密封地封闭位于其中的孔，优选是阶梯孔。阀盖部件共同限定活塞泵阀的排出区域并 且此外还将阀座部件挤压到该孔中。阀座部件因此位置固定地保持在该孔中并且具有包围 阀孔的阀座。也就是说，阀座部件和阀盖部件因此沿轴向相继地装配，而阀盖部件位置固定 地保持阀座部件。根据本发明的关闭体在根据本发明的打开运动方面位置精确且可运动地 保持在阀盖部件与阀座部件之间。所描述的装置可简单地进行装配。此外，可以特别容易 地利用根据本发明的活塞泵阀对已有的活塞泵进行加装。在这里，关闭体可以预装配在这 些部件中的一个上，特别是预装配在阀盖部件上，并且随后在最终装配中不必另外装配。
[0018] 优选地，关闭体特别是密封地贴靠在阀座部件上和/或贴靠在阀盖部件上并且特 别优选是预紧的。
[0019] 此外，阀座部件优选包括朝向阀盖部件且围绕阀孔延伸的凸起区域，关闭体以其 在入流侧的端面密封地贴靠在该凸起区域上。同时，该凸起区域用作关闭体的支座。优选 地，该凸起区域从横截面看是台阶或者说棱边并且形成已经提到的用于位于关闭体入流侧 的端面的支承元件。
[0020] 此外，阀盖部件有利地具有带有凹部的内轮廓，关闭体以其端部区域、特别是在环 形盘作为关闭体的情况下以其径向内侧区域设置在该凹部中。利用在径向上围绕纵向延伸 方向延伸的凹部，在该凹部的中央形成阀盖部件的中央区域，该中央区域封闭环形盘的中 央孔。
[0021] 此外，阀盖部件的内轮廓有利地被形成为具有台阶，该台阶用作用于关闭体的打 开运动的行程限制元件。
[0022] 本发明还涉及这种活塞泵阀在车辆液压制动系统中的应用。利用根据本发明设计 的关闭体，这种活塞泵阀节省空间地沿轴向需要比已知活塞泵阀明显更少的结构空间。因 此，车辆液压制动系统也设计成较小，从而减少车辆制动系统在车辆中所需的结构空间。此 夕卜，车辆液压制动系统利用根据本发明的低噪声和振动的活塞泵阀具有改进的NVH特性。 NVH是指"Noise (噪声）、Vibration (振动）、Harshness (声振粗糙度）"并且成为在相应 车辆中的令人不快的噪声和振动的同义词，这些令人不快的噪声和振动可借助于根据本发 明的活塞泵阀得到减少。由于这个原因，本发明还有利地涉及这种活塞泵阀在被用在噪声 敏感区域中的活塞泵装置中的应用。

【专利附图】

【附图说明】
[0023] 下面借助于所附的示意性附图对根据本发明的解决方案的实施例进行详细说明。 在附图中：
[0024] 图1示出了用于根据现有技术的车辆制动系统的带有相应活塞泵阀的活塞泵的 纵截面，
[0025] 图2示出了根据本发明的活塞泵阀的第一实施例的如图1的视图的局部放大图，
[0026] 图3示出了根据本发明的活塞泵阀的第二实施例的如图2的视图的局部视图，
[0027] 图4示出了根据本发明的活塞泵阀的第三实施例的如图2的视图的局部视图，
[0028] 图5示出了根据本发明的活塞泵阀的第四实施例的如图2的视图的局部视图。

【具体实施方式】
[0029] 图1中示出了用于车辆液压制动系统的活塞泵10。活塞泵10包括杯形缸体12， 该缸体的缸壁14沿着缸体轴线16延伸。在缸壁14的敞开端侧上设有滤筒18并且接在该 滤筒之后设有低压密封环20以及支承环22。
[0030] 在低压密封环20中，活塞的活塞杆24被引导，属于活塞的还有沿轴向与活塞杆24 连接的阀座部件26。在阀座部件26中形成三个吸入孔28,用于将制动液从低压区域向径 向内侧引向作为已知活塞泵阀的吸入阀32的阀座30。属于吸入阀32的还有阀保持架34 以及支撑在该阀保持架中的螺旋形复位弹簧36和球形关闭体38。阀保持架34与高压密封 环40-体形成，该高压密封环在缸壁14的内侧上进行密封并且因此在缸体12中限定用于 待输送流体的压缩室或者说压力室42。
[0031] 在缸体12的圆形缸底44中在中央设有作为另一已知活塞泵阀的排出阀48的截 锥形阀座46,该阀座的圆形阀孔50能够用球形关闭体关闭。关闭体52在这里借助于螺旋 形复位弹簧54被压靠在阀座46上，该复位弹簧支撑在泵盖56上。在泵盖56中形成用于 在压力下将制动液从缸室42排出的通道作为出口 58。压力形成是借助于由活塞杆34、阀 座部件26及高压密封环40构成的活塞实现，其中，借助于位于缸室42中的复位弹簧60抵 抗活塞运动以使活塞复位。
[0032] 缸体12连同泵盖56、滤筒18连同缸体、以及低压密封环20和支撑环22保持在块 状泵壳64的被设计成阶梯孔的壳体孔62中。此外，泵壳64或者说壳体部件通过泵盖56 流体密封地被封闭。泵盖56为此在环形区域66上与泵壳64敛密。泵壳56因此向外密封 通过出口 58的通道形成的排出区域。该排出区域通过在缸体12上的密封凸肩68在缸体 12与壳体孔62之间相对于位于吸入孔28处的吸入区域密封。
[0033] 图2至图5示出了根据本发明的活塞泵阀70的实施例，该活塞泵阀沿轴向包括位 于阀座部件74与阀盖部件76之间的关闭体70。关闭体72用于选择性地打开和关闭阀孔 50并且根据本发明同时用作复位元件。关闭体72至少稍微预紧在阀座部件74与阀盖部件 76之间并且沿轴向具有恒定的厚度77。
[0034] 在如图2的实施例中，关闭体72是环形盘78,该环形盘被设计成具有面状元件79 的呈锥形壳体形的碟形弹簧，该面状元件在内边缘80处呈圆形地包围中央孔82。阀盖部件 76的圆柱形部分84伸进该中央孔82中，该圆柱形部分具有形式为台阶的径向向外的保持 元件86,环形盘78以其内边缘80不影响成本地夹在该保持元件上。因此,该部分84通过 保持元件86和内边缘80至少在很大程度上流体密封地封闭中央孔82并且内边缘80位置 固定地安装在阀盖部件76上。此外，由此形成由关闭体72和阀盖部件76构成的可操作和 运输的组合部件，该组合部件可以是已经预制的以节省时间地装配活塞泵10。
[0035] 此外，环形盘78沿径向与内边缘80相对地具有外边缘88,可自由运动的端部区 域90终止于该外边缘。可自由运动的端部区域90在活塞泵阀70的关闭状态下密封地贴 靠在阀座部件74上并且因此关闭阀孔50。为此，在如图2至4的实施例中，在阀座部件74 上设有支承元件92,关闭体72的端面94支撑在该支承元件上。所示的支承元件92被设 计成环绕的角部或者说棱边或者说台阶并且在这里用作关闭体72的支座以及用作端面94 的密封座。端面94位于关闭体72的入流侧96上，在活塞杆24移入时在此时经过阀孔50 挤出的流体流向该入流侧并且该入流侧因此形成液压作用面。
[0036] 通过所描述的关闭体72作为形式为锥形壳体形的碟形弹簧的环形盘78的设置， 端面94在入流侧96上被设计成空心的或者说被形成为凹的。在这个在这里以端面94形 成的凹的入流侧96上，关闭体72根据本发明在处于压力下的流体入流时扩大或者说弹性 地变形，使得可自由运动的端部区域90被抬离支承元件92。因此，产生打开运动98,在该 打开运动中，流体从压力室42经过液压出口或者说流出孔100流出，该流出孔为此在泵壳 64中设置在阀座部件74与阀盖部件76之间。如果流出的流体作用在关闭体72上的压力 并且特别是作用在其可自由运动的端部区域90上的压力减小，那么该关闭体由于在弹性 变形时储存的变形能被重新压回抵靠在支承元件92上。因此，阀孔50重新被关闭并且关 闭体72根据本发明以节省部件的方式同时用作复位元件。此外，利用根据本发明的关闭体 72,提供了一种非常扁平的复位元件，由此在活塞泵10的轴向上需要很少的结构空间。
[0037] 在关闭体72的相对于入流侧96的端面94呈背向的背侧102上设有行程限制元 件104。行程限制元件104在阀盖部件76上以环绕的台阶或者说棱边的形式形成，关闭体 72以其背侧102在打开运动98中可以撞在该台阶或者说棱边上。因此，关闭体72的变形 或者说扩大被限制到最大偏移量。
[0038] 此外，阀盖部件76具有径向环绕的凹部106,该凹部在这里被设计成台阶，但是也 可以被设计成斜边。借助于凹部106,使阀盖部件76在泵壳64中的对中装配变得容易。
[0039] 如图3至图5的实施例示出了根据本发明的关闭体72的各种变型。这些变型如 在根据图2的实施例中所描述的那样起作用，但是与之不同的是，这些变型特别是不具有 中央孔82。
[0040] 如图3的关闭体72是沿流体的主流动方向挖空的球冠108,该球冠在入流侧96具 有凹的端面94。
[0041] 图4示出了形式为空心截锥体的关闭体72,该截锥体具有平的中央区域110以及 在该中央区域上环绕的锥形壳体112。锥形壳体112从横截面看形成两个朝向阀座部件74 的侧面。因此，形成根据本发明的带有其端面94的凹的入流侧96,该端面在活塞泵阀70的 关闭状态下密封地贴靠在作为支承元件92的环绕斜边上。
[0042] 图5示出了一种关闭体72,该关闭体包括带有在其上环绕的锥形壳体112的中央 凸形区域114,从而总体上提供了凹的入流侧96。此外，在这里，与已经描述的实施例不同 的是，关闭体72的外边缘88密封地贴靠在阀座部件74上。
【权利要求】
1. 用于车辆液压制动系统的活塞泵阀（70)，所述活塞泵阀具有用于选择性地打开和 关闭阀孔（50)的关闭体（72)，通过活塞泵（10)输送的流体能够在入流侧（96)流向所述关 闭体并且所述关闭体利用打开运动（98)允许所述流体流过所述阀孔（50)，其特征在于，所 述关闭体（72)在其入流侧（96)为空心的并且能够在所述打开运动（98)中在那里弹性地 变形。
2. 如权利要求1所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述关闭体（72)在其入流侧（96)以端面（94)起密封作用。
3. 如权利要求1或2所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述关闭体（72)为环形盘（78)，其中，特别是在所述打开运动（98)中能 够使所述环形盘（78)沿着流过所述阀孔（50)的流体的流动方向变形。
4. 如权利要求3所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述环形盘（78)具有内边缘（80)并且保持在保持元件（86)上，所述环 形盘在所述保持元件上以其内边缘（80)进行密封。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述关闭体（72)具有能够自由运动的端部区域（90)。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述关闭体（72)具有外边缘（88)，所述关闭体以所述外边缘起密封作 用。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述关闭体（72)沿轴向具有恒定的厚度（77)。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的活塞泵阀， 其特征在于，设有用于所述关闭体（72)的打开运动（98)的行程限制元件（104)。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的活塞泵阀， 其特征在于，所述活塞泵阀具有阀座部件（74)和阀盖部件（76)，其中，所述关闭体 (72)设置在所述阀座部件（74)与所述阀盖部件（76)之间。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的活塞泵阀（70)在车辆液压制动系统中的应用。
【文档编号】F04B53/10GK104121183SQ201410171265
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月29日
【发明者】D·戈塞, O·格特纳 申请人:罗伯特·博世有限公司