阀 , 特别是液压活塞泵的阀 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。 附图说明
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 24 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 24 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 26 和背面 28， 其中正面 26 定义为流体 ( 在此为制动液 ) 流入阀 孔 14 的一侧， 而背面 28 定义为流体从阀孔 14 流出的一侧。
复位件 24 和阀关闭体 16 的板状部分 30 设置在阀座 12 的正面 26 上。在此， 根据 本发明的被设计为桥式弹簧 24 的复位件 24 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 24 是圆条， 即弹簧丝 24， 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 24 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 24 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 24 构成所谓的固定支 承。该容纳装置限制桥式弹簧 24 在三个自由度上的运动方向。
由于阀关闭体 16 与弹簧丝 24 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 2)。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 24 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 24 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 24 的 复位力， 则弹簧 24 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 24 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 24 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 54 卡在阀座 12 的背面 28 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 54 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 一方面自由地被支承， 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 24 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 24 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 24 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。