专利名称：阀，特别是液压活塞泵的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀，特别是液压活塞泵的阀，该阀具有阀座，在该阀座中构造有阀孔并且所述阀座具有正面和背面；阀关闭体，该阀关闭体设置在阀座的正面上用于选择性地打开和关闭阀孔；以及复位件，该复位件设置在阀座的正面上并且将阀关闭体压靠在阀座上。本发明还涉及一种液压活塞泵和一种车辆制动系统。
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吸入阀和排出阀，因为球阀的制造成本相对较低。球阀形式的这种阀通常设置在阀壳体中，该阀壳体夹紧在可在缸体中移入和移出的活塞上的支架上。吸入阀被设计用于，能够借助于活塞的往复直线运动通过吸入装置将流体吸入缸体内部的压力区域。此后，流体在压力下从压力区域通过排出阀被输送到用于做功的液压系统中。阀壳体通常被构造为杯状作为保持架，螺旋状的复位弹簧位于其内部，所述复位弹簧压靠在球状的关闭体上。因此，球状的关闭体贴靠在阀座上，该阀座被构造在活塞的端面上。如果活塞借助于复位弹簧从缸体中被压出，则由于在缸体中产生负压，吸入阀的关闭体克服螺旋状复位弹簧的力从阀座上被抬起。在活塞的这个运动期间，吸入阀被打开并且流体通过吸入装置被吸入压力区域中。如果活塞通过偏心轮被压入缸体，则通过在那里关闭体克服弹力被抬起，吸入阀关闭且排出阀打开。流体从压力区域被输送到用于做功的液压系统中。DE 102008043841A1公开了一种球阀，特别是用于燃料喷射系统的高压泵的高压阀，该球阀具有阀球体和阀座面，其中阀球体与阀座面相互作用形成密配合，以中断流入口与排出口之间的连通。在此，阀球体通过螺旋状的复位弹簧压靠在阀座面上。此外，DE 102004028889A1公开了一种用于输送液压流体的活塞泵，该活塞泵具有缸体元件、可在缸体元件中往复运动的活塞、和活塞腔室，在该活塞腔室中可通过活塞对液压流体施加压力。此外，活塞泵包括排出阀和由缝隙控制的吸入阀。在排出阀中，阀球体作为关闭体通过片状的复位弹簧压靠在相应的阀座上。
发明内容
根据本发明提供一种阀，特别是液压活塞泵的阀，该阀具有阀座，在该阀座中构造有阀孔并且所述阀座具有正面和背面；阀关闭体，该阀关闭体设置在阀座的正面上用于选择性地打开和关闭阀孔；以及复位件，该复位件设置在阀座的正面上并且将关闭体压靠在阀座上，其中复位件被构造为桥式弹簧。液压活塞泵优选包括圆柱形活塞，该活塞可移入和移出地支承在缸体的内腔中。 在缸体的内腔中设有且密封有用流体填充的压力区域。在活塞从缸体移出时，在压力区域中产生负压并且活塞通过吸入阀将流体吸入压力区域。在移入时，活塞通过排出阀将流体从压力区域排入用于做功的液压系统中。流体在此处理解为气体或液压液，例如矿物油基或乙二醇基的液压液。有利地，吸入阀和/或排出阀是根据本发明的阀。根据本发明的阀具有具有阀孔的阀座、阀关闭体和复位件，该复位件通过复位力将阀关闭体压靠在阀座上。阀座包括正面和背面，其中阀关闭体以及复位件设置在阀座的正面上。阀座的背面应理解为流体流入阀孔的一侧，而正面应理解为流体从阀孔流出的一侧。阀关闭体和复位件以传递力的方式彼此连接。复位件始终力求将阀关闭体压靠在阀座上并由此封闭阀孔。在活塞从缸体移出期间，流体由于产生的负压通过吸入阀被吸入压力区域。在此， 阀关闭体克服由复位件施加的复位力或更确切地说压力从阀座上被抬起一段确定的距离， 并且流体通过阀孔流入压力区域。在活塞从缸体中移出期间，排出阀处于基本上被流体密封地封闭的状态。在活塞移入缸体时，吸入阀处于关闭状态；复位件将阀关闭体压在阀座上，使得阀孔处于基本上被流体密封地封闭的状态。由于在压力区域中产生的压力，排出阀的阀关闭体克服复位件的复位力被抬起并且阀孔处于打开状态。此后，流体从压力区域沿排出阀流入用于做功的液压系统。根据本发明，复位件是桥式弹簧。所述桥式弹簧特别地被构造为细长形的，更确切地说条状的或片状的，并且具有两个包围一个中间区域的端部或者说端部区域。桥式弹簧以桥的方式跨设在阀关闭体上并以两个端部区域卧置于阀壳体或更确切地说阀盖的支承面上。桥式弹簧优选包括三个支承点或者说力传递节点，即在各端部或者说端部区域上分别有一个并且在所述端部之间在所谓的中间区域中有一个。在此，在两个端部上的两个节点优选各用作一个浮动支承，而设置在所述两个端部之间的节点用作固定支承或用作固定的夹紧装置。在固定支承中，桥式弹簧有利地与阀关闭体位置固定地连接。在各端部，桥式弹簧优选松动地贴靠在支承面上，在吸入阀的情况下例如贴靠在阀保持架的台阶上或者在排出阀的情况下例如贴靠在阀盖的台阶上。因此，桥式弹簧的运动在两个浮动支承的区域中在一个自由度上受到限制并且在固定支承中在两个自由度上受到限制或在固定的夹紧装置的情况下在三个自由度上受到限制。桥式弹簧也可以放在或卡在阀保持架上或阀盖上，进而通过安装空间预紧。因此特别地可实现简单的预装配。根据本发明的桥式弹簧与阀关闭体和在端部区域上的两个支承面联合构成所谓的质量-弹簧系统。力传递节点在此系统中也称为质量节点，其中由两个浮动支承构成的两个质量节点通过一个桥式弹簧部分与固定支承或者与固定的夹紧装置相邻。如果阀关闭体由于产生的吸力或者说压力而从阀座上被抬起，即所述吸力或者说压力大于弹簧的复位力，则桥式弹簧变形。阀孔打开并且流体可以流过阀。在此，桥式弹簧的两个端部区域压靠在支承面上并且中间的质量节点(在该质量节点中，弹簧与阀关闭体连接)移动一段确定的行程。在此，这个质量节点吸收确定的势能。也就是说，在阀关闭体从阀座上抬起时，复位件因此根据阀关闭体经过的距离而变形。在静止状态下，弹簧将阀关闭体压靠在阀座上并基本上流体密封地封闭阀孔。
本发明的优点在于根据本发明的阀一方面确保了良好的流体密封的封闭，即柔和的且优良的关闭特性，并且即使在压力很小时也能快速且准确地响应。另一方面，桥式弹簧的制造成本较低并且自重很小；提供了一种新型的阀，其不需要难以安装的、需要支承在阀保持架中的螺旋状的复位弹簧。由于根据本发明的阀的结构十分简单，可以降低生产成本。此外，根据本发明的阀所需的安装空间相对小，因为桥式弹簧形式的弹簧仅具有很小的尺寸。通过减小所谓的质量-弹簧系统所需的安装空间，实现了阀的功能的改进。因此，特别地可以增大用于脉动缓冲元件的结构空间，由此可以降低活塞泵的压力脉动水平。按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，桥式弹簧是圆条，特别是弹簧丝。桥式弹簧优选由弹簧钢制成，例如由铜铍合金制成。桥式弹簧的形式特别地是基本上笔直且细长的、直径相对很小的条或丝。优选设计为弹簧丝的圆条以桥的方式跨设在阀关闭体的背离阀孔的一侧上。在此，圆条借助固定支承或固定夹紧装置位置固定地支承在阀关闭体上。圆条在其两个端部上松动地贴靠在阀壳体或阀盖的支承面上或卡在那里。在阀关闭体从阀座上抬起期间，弹簧根据阀关闭体经过的行程而变形。因此，以有利的方式提供了一种复位件，其制造成本非常低且自重很小。按照根据本发明的阀的一种替代的改进方案，桥式弹簧是片簧。作为替代，弹簧可以是平的细长的弯曲弹簧，例如片簧。片簧优选由平的金属带制成，该金属带呈弓状地被预紧。片簧可特别容易安装在阀中。在此，弹簧也优选由弹簧钢制成，例如由铜铍合金制成。按照另一种有利的改进方案，桥式弹簧支承在阀关闭体上的容纳装置中。容纳装置与阀关闭体位置固定地连接，优选制成为与阀关闭体一体的注塑件。容纳装置可以例如具有台阶状的凸起部的形式，该凸起部优选被缝隙状的凹口或者横向孔贯穿。容纳装置设置在阀关闭体的背离阀座的表面上。桥式弹簧可以例如卡入、压入、夹入、插入或仅松动地放入缝隙状的凹口或者孔中。因此，对于桥式弹簧，容纳装置可以用作固定支承或固定的夹紧装置。如果桥式弹簧例如与容纳装置位置固定地连接，则提供一个预装配的组件，即由阀关闭体和桥式弹簧构成的单元，该单元本身可被操作。所述组件可以与阀座以简单且低成本的方式组装在一起。按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，阀关闭体包括伸入阀孔中的定位元件。在这种改进方案中，在阀关闭体的朝向阀孔的一侧上设置有一个优选为圆柱形的台阶或者说部分，该台阶或者说该部分容纳在阀孔的内部。定位元件优选松动地放入阀孔中。在此，定位元件与阀孔的内壁间隔开并且使得流体可以在阀关闭体被抬起的情况下在阀孔的内壁与定位元件的外壁之间流过阀孔。定位元件优选与阀关闭体一体地形成。因此， 阀关闭体自由地被支承，使得其在关闭过程中准确地被引导回到阀座上。在此，定位元件的目的在于，沿径向和/或沿轴向相对于阀座或更确切地说相对于阀孔对阀关闭体进行导向或者定位。
为了沿径向相对于阀座即相对于阀孔对阀关闭体定位以及在行程期间在期望的径向位置上对阀关闭体进行导向，定位元件特别地具有圆柱形台阶，该台阶相对紧密地紧挨阀孔的内壁设置。如果阀关闭体在打开阀期间从阀座上被抬起，则定位元件对阀关闭体进行导向，使得阀关闭体沿径向基本上不会滑动且在阀的关闭过程中又占据其初始位置。在相对于阀座对阀关闭体进行轴向定位的情况下，定位元件特别地具有延长的圆柱形台阶，与径向定位的情况相比，该台阶可以较松地紧挨阀孔的内壁设置。延长的圆柱形台阶特别地可以突伸穿过阀孔并且以此方式确保阀关闭体在从阀座上抬起时被导向。在另一种有利的改进方案中，定位元件包括卡扣元件，该卡扣元件卡在阀座的背面上。在此，卡扣元件是弹性的并且优选与定位元件一体地构成。因此，阀关闭体设置在阀座的正面上并且通过突伸穿过阀孔的定位元件与卡扣元件连接。卡扣元件优选松动地设置在阀座的背面上。阀关闭体不仅是仅松动地放入阀孔中，而且是防遗失地安装在那里。因此，阀关闭体可以与阀座构成一个预装配的组件，该组件可以容易地在液压活塞泵的装配过程期间进行操作。优选通过设计得足够长的定位元件，卡扣元件特别地确保了阀关闭体能够从阀座上抬起一段预先确定的行程，而卡扣元件不会阻碍或限制所述行程。也就是说，卡扣元件优选不会起到对阀关闭体施加拉力的复位弹簧的作用。卡扣元件特别地设计成，其夹在阀座的背面上。为此，卡扣元件优选包括两个弹性地彼此分开的臂部。如果要将卡扣元件安装在阀座上，则将卡扣元件从阀座的正面插入穿过阀孔。在此，弹性构造的臂部被压在一起。如果卡扣元件已布置在阀座的背面上，则这两个臂部弹性地打开并防遗失地将阀关闭体保持在阀座上。按照根据本发明的阀的一种有利改进方案，阀关闭体是注塑件。特别地，这种改进实施方式可以与定位元件和卡扣元件一体地构造。这种注塑成型的塑料单元由于其形状可以特别良好地预先安装到阀座上并安装到液压活塞泵中。该塑料单元在制造过程中易于与其它部件，特别是桥式弹簧组装在一起。此外，这种阀是鲁棒的且能以低成本进行制造。按照根据本发明的阀的另一种有利改进方案，阀关闭体被构造为板状的。这种阀具有板状的阀关闭体，与球形的阀关闭体相比，该阀关闭体的高度以及尺寸较小。由于这种阀关闭体的高度较小，可以实现死区容积很小的吸入阀和/或排出阀，由此提高了液压活塞泵的效率。阀关闭体也可以选择性地是截球体即一个确定的球缺或一个确定的球体部分、作为半球体或作为锥体。此外，根据本发明的目的通过一种具有根据本发明的阀的液压活塞泵得以实现。根据本发明的液压活塞泵包括一个缸体和一个可移入和移出地支承在缸体中的活塞。在缸体的内腔中构造有用流体填充的压力区域。在活塞从缸体移出时，在压力区域中产生负压并且活塞通过吸入阀将流体吸入压力区域。相反地，在移入时，活塞将流体通过排出阀从压力区域排入用于做功的液压系统中。吸入阀和排出阀有利地被构造为根据本发明的按照前述特征和优点的阀。这种阀一方面确保了高的鲁棒性和良好的密封特性。另一方面，这种阀的制造成本低且易于集成到液压活塞泵中。特别地，根据本发明的桥式弹簧形式的复位件仅需要很小的安装空间。由此，例如可以为设置在活塞泵中的脉动缓冲元件提供更多的安装空间，这使得液压活塞泵的减震特性更佳。最后，提供一种具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，该液压活塞泵具有根据本发明的按照上述特征和优点的阀。这种车辆制动系统可以例如为防抱死系统(ABS)、驱动防滑控制系统(TCS-牵引力控制系统)、电子稳定程序系统(ESP)或电子液压制动系统(EHB)。在这些系统中特别有利的是，液压活塞泵具有鲁棒的且同时能以低成本制造的阀，所述阀确保了高度的密封性并且在长的使用寿命下提供制动系统的最优功能。特别地，小的压力脉动水平被证实是有利的。
以下参照附图详细描述根据本发明的解决方案的实施例。附图中图1示出了根据本发明的阀的第一实施例的纵向剖视图，图2示出了具有桥式弹簧的阀关闭体的第二实施例的俯视图，图3示出了根据图2的视图III，以及图4示出了根据图2和图3的纵向剖视图IV。
具体实施例方式图1示出了车辆制动系统的液压活塞泵的阀10。阀10包括一个其中构造有圆形阀孔14的阀座12以及一个可选择性打开和关闭阀孔14的阀关闭体16。该阀关闭体板状地一体成型为塑料注塑件，并且包括定位元件18、卡扣元件20和用于支承复位件M的容纳装置22，该复位件对阀关闭体16施以复位力并将该阀关闭体16压靠在阀座12上。根据本发明的阀10在此被构造为液压活塞泵的吸入阀10。液压活塞泵包括可在缸体中移入和移出的活塞，该活塞借助于偏心轮驱动。如果活塞从缸体中移出，则在缸体内部的压力区域中产生负压。如果此负压大于施加在阀关闭体16上的复位力，则阀关闭体16 被从阀座12抬起并且流体从流体入口通过阀孔14流入压力区域。在活塞移入缸体时，在压力区域中的流体被施加压力并且被压向在排出阀10的阀关闭体16。如果在阀关闭体16 上施加的压力大于复位件M的复位力，则阀关闭体16被从阀座12抬起并且流体被导入用于做功的液压系统中。阀座12具有正面沈和背面观，其中正面沈定义为流体(在此为制动液)流入阀孔14的一侧，而背面观定义为流体从阀孔14流出的一侧。复位件M和阀关闭体16的板状部分30设置在阀座12的正面沈上。在此，根据本发明的被设计为桥式弹簧M的复位件M对阀关闭体16施加压力，使得阀关闭体16在静止状态被压靠在阀座12上。阀关闭体16平放于阀座12上所在的区域构成密封面32，该密封面实现了阀10的基本上流体密封的封闭。桥式弹簧M是圆条，即弹簧丝对，该弹簧丝包括两个端部区域34、36和一个中间区域38。弹簧丝M在中间区域38由阀关闭体16上的容纳装置22容纳(也参见图2)。容纳装置22具有位于阀关闭体16的表面上的台阶状的凸起部46，该凸起部背离阀座12。所述凸起部46被缝隙状的横向开口 48贯穿(也参见图2)。弹簧丝M被夹紧在这个横向开口 48中，即在那里被位置固定地连接。由此，容纳装置22为弹簧丝M构成所谓的固定支承。该容纳装置限制桥式弹簧M在三个自由度上的运动方向。由于阀关闭体16与弹簧丝对位置固定地连接，提供了一个预装配的组件50，即单元50，该单元是可操作的(参见图幻。所述单元50可以在活塞泵的装配期间以简单的方式与阀座12组装在一起。弹簧丝M以桥的方式跨设在阀关闭体16上，并且以两个端部区域34、36支承在支承面40上，该支承面用作浮动支承。所述支承面40位于阀盖44的台阶42中。也就是说，弹簧丝M通过阀盖44和阀关闭体16被预紧在安装空间中。如果阀关闭体16从阀座12上被抬起，即由流体施加的压力大于桥式弹簧M的复位力，则弹簧M变形。在此，两个端部区域34、36压靠在支承面40上而中间区域38移动一段由弹簧M的弹力确定的行程。也就是说，在阀关闭体16从阀座12上抬起期间，桥式弹簧M根据阀关闭体16经过的距离而变形。在阀关闭体16的靠近阀孔14的一侧设置有圆柱状台阶形式的定位元件18，该台阶容纳在阀孔14的内部。定位元件18与阀孔14的内壁52间隔开并且确保流体在阀关闭体16抬起的情况下可以在阀孔14的内壁52与定位元件18之间流过。定位元件18的目的在于，在打开和关闭阀10期间沿轴向对阀关闭体进行导向，并且特别是在阀10的关闭状态下将阀关闭体准确地定位在密封面32上。定位元件18突伸穿过阀孔14。在定位元件的端部上，即在阀座12的背面28上设置有卡扣元件20。卡扣元件20借助于两个由彼此分开的臂部M卡在阀座12的背面观上，这两个臂部相对彼此是具有弹性的。如果在装配阀10时将卡扣元件20穿过阀孔14插入，则两个臂部讨被压在一起。如果卡扣元件已布置于阀座12的背面28上，则两个臂部 54又打开。因此，阀关闭体16通过卡扣元件20防遗失地安装在阀座12上形成一个组件。在图2至图4中示出了根据图1的阀关闭体16。然而，阀关闭体16不具有卡扣元件20，而是具有缩短的定位元件18。所述定位元件18松动地放入阀孔14中并通过一个确定的部分56伸入阀孔14中(特别地参见图4)。与根据图1的实施例相比，定位元件在此以其圆柱状台阶42更紧密地紧挨阀孔14的内壁52设置。由此，特别地实现了阀关闭体 16沿径向的定位。阀关闭体16 —方面自由地被支承，另一方面在关闭阀10时准确地找到密封面32上。因此可提供一种低成本且鲁棒的阀10，该阀确保了在快速的关闭特性下良好的密封效果并易于集成到液压活塞泵中。桥式弹簧M仅具有很小的尺寸，由此仅需要很小的结构空间用来将弹簧M集成到阀10中。安装空间得到最小化。根据本发明的阀10在此作为板阀10示出，因为这种阀确保在活塞泵中很小的死区容积。然而，也可以考虑其它几何形状的阀，例如截球形阀、半球形阀或锥形阀。此外，代替弹簧丝M也可以使用片簧或涡卷弹簧。最后，要说明的是，在申请文件中特别是在从属权利要求中所述的全部特征应单独地或以任意的组合方式独立地受到保护，尽管它们形式上引用一项或者多项确定的权利要求。
权利要求
1.一种阀(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)并且所述阀座具有正面06)和背面08)；阀关闭体(16)，该阀关闭体设置在所述阀座(12)的正面06)上用于选择性地打开和关闭所述阀孔(14)；以及复位件(M)，该复位件设置在所述阀座(12)的正面06)上并且将所述阀关闭体(16)压靠在所述阀座(12)上， 其特征在于，所述复位件04)为桥式弹簧04)。
2.按照权利要求1所述的阀(10)，其特征在于，所述桥式弹簧04)是圆条，特别是弹簧丝(24)。
3.按照权利要求1所述的阀(10)，其特征在于，所述桥式弹簧04)是片簧。
4.按照前述权利要求中任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述桥式弹簧04)支承在所述阀关闭体(16)上的容纳装置02)中。
5.按照前述权利要求中任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述阀关闭体(16)包括伸入所述阀孔(14)中的定位元件(18)。
6.按照权利要求5所述的阀(10)，其特征在于，所述定位元件(18)包括卡扣元件 (20)，该卡扣元件卡在所述阀座(1 的背面08)上。
7.按照前述权利要求中任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述阀关闭体(16)是注塑件。
8.按照前述权利要求中任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述阀关闭体(16)是板状。
9.一种液压活塞泵，其特征在于，所述液压活塞泵具有按照前述权利要求1至8中任一项所述的阀(10)。
10.一种车辆制动系统，其特征在于，所述车辆制动系统具有按照权利要求9所述的活塞泵的车辆制动系统。
全文摘要
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)并且所述阀座具有正面(26)和背面(28)；阀关闭体(16)，该阀关闭体设置在阀座(12)的正面(26)上用于选择性地打开和关闭阀孔(14)；以及复位件(24)，该复位件设置在阀座(12)的正面(26)上并且将阀关闭体(16)压靠在阀座(12)上，复位件(24)被构造为桥式弹簧(24)。
文档编号F04B53/10GK102410199SQ20111026570
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月6日
发明者M·许勒尔, O·格特纳, W·舒勒 申请人:罗伯特·博世有限公司