專利名稱：用于液壓制動(dòng)系統(tǒng)的帶有中心閥的活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主權(quán)利要求前序部分所述的那種活塞，專利文件DE0-OS3932248號公開了這種活塞。
所使用的中心閥的缺點(diǎn)是，當(dāng)安裝閥殼時(shí)即將閥座和支承插件相結(jié)合時(shí)必須特別謹(jǐn)慎。如果閥銷不是例如通過硬化或膠固特別可靠地連接于支承插件，那么由于當(dāng)安裝整個(gè)閥殼時(shí)在活塞的裝配孔中的橫向摩擦，閥座可能從支承插件松脫。這是由于只有摩擦接合或粘接劑的粘接效果所產(chǎn)生的力才能分別抵抗這兩個(gè)插件的位移。
本發(fā)明是在本說明書開始時(shí)提到的那種活塞的基礎(chǔ)上作出的，其目的是進(jìn)一步簡化這種活塞，特別是使其制造和裝配十分方便。
上述目的是通過主權(quán)利要求特征部分所述的那些特征來實(shí)現(xiàn)的。因此，從原理上講，本發(fā)明在于提供閥座和支承插件的結(jié)合，支承插件帶有軸向凹槽，并可毫無困難地承受組裝和操作中形成的軸向力，因此閥座不能產(chǎn)生相對于支承插件的軸向位移。
在專利文件DE-OS3932248的那種現(xiàn)有技術(shù)的閥殼中，支承插件以一環(huán)形端伸入活塞的階梯孔。因此，為能裝配閥殼，螺旋形的通風(fēng)槽是必需的，對閥殼產(chǎn)生的一種雙定心通常是不理想的。
另外，在自動(dòng)裝配的情況下必須特別留意閥殼不要裝配在軸向錯(cuò)誤的位置上。為了更為簡化，最好實(shí)施權(quán)利要求2中提到的那些特征。換言之，在支承插件上可以不用環(huán)形伸出部分，因此，由于閥座可在兩個(gè)軸向位置上安裝，在該支承插件中不用對閥的挺桿作連續(xù)導(dǎo)向。另外，由于閥殼的兩側(cè)密封面及端面有助于在活塞孔的底面上相對于活塞孔的密封。另外，由于采取了上面提到的措施，支承插件的位置在其與閥座結(jié)合的過程中變得不很重要，所以閥殼的制造更加簡便了。
在專利文件DE-OS3932248的公知的中心閥中，閥件設(shè)有環(huán)形突出部分以便提高密封效果。由于閥件的剛性邊緣可能損壞閥座的密封座，這種結(jié)構(gòu)也有不利的一面。另外一個(gè)不利的因素是環(huán)形突出部分必須制造得十分精確，通常需要精加工。一般公認(rèn)，這可以由尺寸精確的鑄造工藝如鋁壓鑄來補(bǔ)救，但是這樣的加工方法成本很高。作為一種解決方案，本發(fā)明提出權(quán)利要求3那些特征。在閥座上鑄出環(huán)形凸起從而增進(jìn)密封效果。這種措施可以簡化閥件結(jié)構(gòu)，使用模鍛件而不用鑄件即可。
當(dāng)閥殼為對稱結(jié)構(gòu)時(shí)，最好采用本發(fā)明的權(quán)利要求4中的特征。當(dāng)閥殼為對稱結(jié)構(gòu)時(shí)，由于閥座兩端面都設(shè)有環(huán)形凸起，環(huán)形接收凹槽提供了改進(jìn)閥殼相對于活塞尺寸精度的可能性。另外，環(huán)形凸起可能壓在孔底面上的軸向力不會(huì)作用在閥殼上。
當(dāng)在支承插件處鑄閥座時(shí)，支承插件必須事先固定在一模具上。這樣做時(shí)為了不損壞支承插件上的軸向孔，最好采用權(quán)利要求5所述的特征。
為了制得閥座和支承插件間的本發(fā)明的凹槽，可以對支承插件進(jìn)行大批量的成形加工。權(quán)利要求6中描述了一種特別簡單、可靠的形狀。使用鑄造工壓力加工可以特別方便地制得上述形狀的支承插件。
權(quán)利要求7描述了成形支承插件的另一種可能性，這可以增大強(qiáng)度，特別是軸向上的強(qiáng)度。
上面已提到，DE-OS3932248的那種公知的閥殼從原理上看必須要求雙定心。另一方面，這種閥殼要求在使用時(shí)對閥的挺桿有尺寸精確的導(dǎo)向。當(dāng)將這種原理應(yīng)用于本發(fā)明的閥座時(shí)，挺桿就必須穿過相互對準(zhǔn)的兩個(gè)孔。本發(fā)明的權(quán)利要求8所述的特征有助于消除這樣做引起的困難，這樣，閥的挺桿僅在活塞的軸向孔中導(dǎo)向即可，因此，軸向孔的壁同時(shí)用作導(dǎo)向面。
支承插件和活塞本身最好使用鋁制造。各零件相互之間的結(jié)構(gòu)使得采用不同材料制成的閥件不會(huì)帶來不利影響，這就是說，閥件最好是鋼制的。作為一種輔助措施，最好用鍍層的方式隔開相互滑動(dòng)的不同金屬的表面，如鍍鎳，鍍鋅等等。
防鎖緊液壓制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的帶有中心閥的主制動(dòng)缸中需要按照本發(fā)明的活塞。這種制動(dòng)系統(tǒng)的難點(diǎn)在于，中心閥在壓力下必須照樣打開，這就引起下述危險(xiǎn)，即在打開的閥門形成的流動(dòng)力可能損壞較軟的彈性材料制成的閥座。這方面的問題在專利文件DE-OS4040271中已詳細(xì)描述。另外，在專利文件DE-OS4032873中已提出了一種解決方案，即設(shè)置串列連接的兩個(gè)閥。在這方面提出的另一種技術(shù)方案(P4223353)是采用一簡單的限流器或可由不同壓差控制的限流器來替代保護(hù)中心閥的第二閥的功能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是改進(jìn)包括上述保護(hù)裝置的中心閥的結(jié)構(gòu)，這種改進(jìn)包括中心閥工作的可靠性和其工作方式的速度，以便在抵抗工作腔中高壓而打開時(shí)更好地保護(hù)中心閥。為此目的，這種中心閥可具有上述特征中的一個(gè)或其組合。
這個(gè)目的是通過權(quán)利要求10特征部分的特征組合來實(shí)現(xiàn)的，也就是說，從原理上講，本發(fā)明在于提供一種中心閥的控制保護(hù)裝置，它特別是當(dāng)在工作缸中具有壓力時(shí)，限制通過中心閥的最大液壓油流量。
按照本發(fā)明的一個(gè)項(xiàng)改進(jìn)，這種控制保護(hù)裝置可以是一靜態(tài)限流器，或是一動(dòng)態(tài)限流。關(guān)于這方面的詳細(xì)說明請閱P4223353。
本發(fā)明另一項(xiàng)改進(jìn)是采用連接于上游的保護(hù)閥，例如在DE-OS4032873中描述的那種。有關(guān)這方面的進(jìn)一步改進(jìn)在從屬權(quán)利要求14-23中描述。
下面對照附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1是按照本發(fā)明的帶有中心閥的活塞。
圖2是按照本發(fā)明的帶有附加保護(hù)閥的活塞。
首先描述圖1所示的按照本發(fā)明的活塞。DE-OS3932248用做參考文獻(xiàn)，主缸，特別是串列式主缸的各零件，只描述其與上述文獻(xiàn)的區(qū)別。
在橫剖視圖中所示的活塞1，例如可以是主缸的推桿活塞或副活塞，設(shè)有一梯形孔2，由直徑較大的第一孔段(腔3)，直徑稍小的第二孔段4和直徑大為減小的第三孔段(中心孔5)構(gòu)成。
如圖所示，閥殼6具有一閥座7和一支承插件8。閥座7是在支承插件8上硬化或澆鑄的。為了改善在閥座7和支承插件8之間軸向力的承受能力，支承插件8設(shè)有卡環(huán)9A，9B。如圖所示，卡環(huán)有兩種形式可供選用。在圖的右側(cè)，示出推薦使用的具有矩形截面的卡環(huán)9A。如圖的左側(cè)所示，也可以選用卡環(huán)9B，它具有的截面是一基本為錐形的形狀穿入一矩形。
作為插入件的閥殼6為相對于其垂直于孔3縱軸的子午面的對稱結(jié)構(gòu)，因此，可以兩個(gè)位置安裝。支承插件8的軸向孔10的直徑大于中心孔5。在軸向孔10的兩端設(shè)有兩環(huán)形凹槽11和12，目的是制造閥殼6時(shí)防止孔10兩端在制造時(shí)出現(xiàn)錐形。
至少在閥座7的兩端面15，16之一上有環(huán)形凸起13，其作用是改進(jìn)相對于閥件17的密封。在圖的右側(cè)示出一種環(huán)形凸起的對稱結(jié)構(gòu)，因此，這種閥座7具有兩環(huán)形凸起13，14?；钊?最好在第二孔段4的底面上設(shè)有相配的環(huán)形凹座18，以便于在第二孔段的底面上為端面16提供一光滑的抵接面。但是，按照圖的左側(cè)所示也可以不設(shè)環(huán)形凹座18。這樣做的好處在于閥座僅在一側(cè)具有環(huán)形凸起，在這種情況下，閥殼6不再是完全對稱的。
閥件17設(shè)有一挺桿19。選取軸向孔10的直徑使其大于中心孔5的直徑，從而使中心孔5的圓周面為挺桿19導(dǎo)向。，由于中心孔5同時(shí)用作液壓油導(dǎo)管，挺桿19僅借助三條輻板20支承在孔壁上。輻板20在階梯孔2的軸線上縱向延伸，并均勻分布在挺桿的周向上。
閥件17借助螺簧21相對于閥座7受偏壓，螺簧21借助一支環(huán)22抵靠在活塞上，支環(huán)22與活塞1間不漏氣，或以任何其它方式永久地固定。然而，支環(huán)22可咬合在相應(yīng)的槽中以便簡化中心閥的結(jié)構(gòu)。
關(guān)于所用材料，活塞1和支承插件8是鋁制的，而閥件17是用鋼壓制的，如鍛造或模鍛的。
下面參閱圖2詳述本發(fā)明的一個(gè)帶有保護(hù)裝置的實(shí)施例。關(guān)于中心閥，請參閱圖1的描述，關(guān)于保護(hù)閥，請參閱DE-OS4032873。
主制動(dòng)缸67由帶有盲孔63的殼68構(gòu)成，活塞1以密封的方式在其中被導(dǎo)向。
彈簧60設(shè)置在未畫出的第二活塞和活塞1之間。
中心閥6，38設(shè)置在活塞1中。下文將對中心閥作更為詳細(xì)的描述。
挺桿19在活塞1的軸線上延伸，并用來驅(qū)動(dòng)中心閥6，38，這將在下文中詳述。挺桿19抵靠在橫向銷59上(圖中只部分畫出了橫向銷19)，并使中心閥6，38保持打開。
活塞1限定了一個(gè)與制動(dòng)回路及泵的出口相連的工作腔62。
挺桿19在一窄的縱向孔中被導(dǎo)向，該縱向孔同時(shí)用于工作腔62和供油庫之間的壓力互換。為了產(chǎn)生暢順的壓力平衡，在活塞1中可設(shè)置基本垂直于活塞縱軸的補(bǔ)償孔23。作為一種替代，挺桿19也可設(shè)有縱向槽。
活塞1設(shè)有多級縱向孔31，從限定工作腔62的前端直至補(bǔ)償孔23?？v向孔最大一級設(shè)置在工作腔62的前端附近。這部分終止于一臺肩32，在該臺肩上支承著缸形的插件33。插件33設(shè)有在外周上密封插件的密封34，從而只許液壓油通過插件33的中心孔。由于插件33特殊的外部輪廓，所以可以密封地壓入孔中。中心孔在其靠近工作腔62的端部設(shè)有一錐形閥座35。從插件33開始，縱向孔31的另一部分延伸至具有環(huán)面的第二臺肩36。在第二臺肩36之后是為挺桿19導(dǎo)向的孔5。從孔5也分支出一補(bǔ)償孔23。這樣就可以至少在部分區(qū)域?qū)⒖?設(shè)計(jì)得很窄小，從而用于為挺桿19導(dǎo)向。
在第一臺肩32和第二臺肩36之間的空間里設(shè)有一封閉件38，在封閥件38上做出挺桿19的形狀。封閉件38的直徑基本相應(yīng)于縱向孔31該區(qū)段的直徑，從而可起導(dǎo)向作用。經(jīng)過封閉件38的液壓油流通過封閉件38外緣處的通路39放泄。
作為一個(gè)活動(dòng)座，中心閥具有插在驅(qū)動(dòng)銷43和挺桿19之間的鋼制封閉件38。這個(gè)活動(dòng)的封閉件38與插在給向孔31第二臺肩36中的閥殼6配合工作。靜止的閥殼6基本由裝在支承插件8上的環(huán)形閥座7構(gòu)成。這方面的細(xì)節(jié)參閱圖1詳述。同時(shí)，支承插件8構(gòu)成活動(dòng)封閉件38的止動(dòng)件。凸圈53在封閉件38的方向上延伸，起到中心閥6，38的必要的密封作用。在凸圈53和封閉件38的封閉面之間的距離標(biāo)號為B。
驅(qū)動(dòng)活塞43，從插件33的中心孔穿出并抵靠與閥座35配合工作的閥球44。閥球44由導(dǎo)向件45固定，在導(dǎo)向件45上支承著一彈簧46。彈簧46另一側(cè)則抵靠一個(gè)裝在活塞1上的套筒47上。必須注意的是，彈簧49支承在插件33和封閉件38之間，與彈簧46一樣，保證閥的可靠封閉。
閥門的封閉件38和驅(qū)動(dòng)銷43之間的連接使得在中心閥的基本位置上，由閥球44和閥座35構(gòu)成的第一閥具有一個(gè)第一打開距離A，而由閥座7或凸圈53和封閉件38構(gòu)成的第二閥具有一個(gè)第二打開距離B。
主制動(dòng)缸的活塞1的工作情況如下圖中示出一主制動(dòng)缸的非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，也就是說，中心閥處于打開狀態(tài)?；钊?處于其基本狀態(tài)，挺桿19抵住與其配合工作的橫向銷59，因此，在活塞1上的閥座35從閥球44上間隔開來。在工作腔62和供油源之間形成了液壓油連通。制動(dòng)擋板一旦踏下，推桿活塞1在踏板力的作用下向圖中左方移動(dòng)，通過彈簧60帶動(dòng)未畫出的第二活塞。也就是說，兩活塞相對于殼68位移，而挺桿19，封閉件38，驅(qū)動(dòng)桿43和閥球44不發(fā)生相對于主制動(dòng)缸殼的位移。彈簧將閥件保護(hù)在其位置上。一旦活塞1已移過第一打開距離A，閥座35將移動(dòng)以抵靠閥球44，因此，上述的在工作腔62和液壓油庫之間的連通就被中斷。當(dāng)活塞繼續(xù)位移，就可以在工作腔62中形成壓力。
當(dāng)活塞1進(jìn)一步左移，驅(qū)動(dòng)銷43將移離閥球44，且閥座38趨近于凸圈53。一旦活塞1已移過第二打開距離B，中心閥6，38亦將閉合。這將是在沒有壓力下實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵趦蓚€(gè)閥之間的空間中已沒有壓力。因此，由橡膠或任何其它適當(dāng)?shù)拿芊獠牧蠘?gòu)成的閥座7不會(huì)損壞。
只要第一保護(hù)閥44，35可靠閥合，中心閥6，38的性能動(dòng)作即無關(guān)重要了。
在液壓油由泵送入工作腔62時(shí)的控制操作中，活塞1滑回其基本位置。然后，是中心閥6，38首先打開，接著打開保護(hù)閥44，35，于是液壓油可以流經(jīng)中心保護(hù)閥44，35并流經(jīng)中心閥6，38-打開間隙為B減A。由于起初仍閉合的保護(hù)閥44，35的作用，通過中心閥6，38放泄的液壓油量是有限的，因此避免了橡膠密封件(閥座7)的損壞。出現(xiàn)在工作腔62中的微小壓力降使工作活塞1又一次移向左方，使保護(hù)閥44，35閉合。因此，控制操作得以進(jìn)行，這包括閥44，35的迅速連續(xù)的打開和閉合動(dòng)作。最后，由泵送入主缸的液壓油可以通過閥放泄。主缸壓力相應(yīng)于踏板壓力。
權(quán)利要求
1.一種車輛液壓制動(dòng)系統(tǒng)使用的帶有中心閥(16，17)的活塞(1)，具有在活塞(1)中形成的，在活塞(1)一端開口的腔(3)，在活塞另一端的方向上從腔(3)穿過的中心孔(5)，在中心孔(5)的開始處插入的且具有一剛性支承插件(8)的閥殼(6)，以及至少抵靠在支承插件(8)的一卡環(huán)(9A或9B)的圓周面上的環(huán)形彈性閥座(7)，其特征在于，卡環(huán)(9A或9B)的兩端由閥座(7)所封包。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于所述閥殼(6)的結(jié)構(gòu)對稱于垂直于中心孔軸線延伸的卡環(huán)(9)的子午面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于閥座(7)至少在其面對閥件(17)的端面(15)上設(shè)有面對閥件(17)方向的凸圈(13)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的活塞，其特征在于在容納閥殼(6)的階梯孔(4)的底面上設(shè)有接納凸圈(14)的環(huán)座(18)。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述支承插件(8)的一軸向孔(10)在其兩端設(shè)有環(huán)形凹槽(11，12)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述卡環(huán)具有矩形橫截面。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述支承插件(8)的所述的圓周面朝向在卡環(huán)(9B)和端面(15，16)之間的端面呈圓錐形。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述閥殼(6)的軸向孔(10)的直徑大于活塞(1)中其后的軸向中心孔(5)的直徑。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述支承插件(8)是鋁制的，閥件(17)是鋼制的，以及活塞(1)是鋁制的。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于一個(gè)控制流向中心閥(6，38)的液壓油流量的保護(hù)裝置(35，44)在活塞開口端的工作腔(62)的方向上的中心閥(6，38)的上游連接于所述中心孔。
11.如權(quán)利要求10所述的活塞，其特征在于設(shè)有一限流器作為控制保護(hù)裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的活塞，其特征在于所述限流器為動(dòng)態(tài)限流器。
13.如權(quán)利要求10所述的活塞，其特征在于設(shè)有連接于中心閥上游的一保護(hù)閥作為一種控制裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的活塞，其特征在于控制工作腔(62)和間隙空間(29)之間連接的所述保護(hù)閥在第二閥(中心閥6，38)之前閉合。
15.如權(quán)利要求14所述的活塞，其特征在于所述保護(hù)閥由一閥座(35)和閥封閉件(44)構(gòu)成閥座(35)和封閉件(44)都由金屬制成，而且第二閥(6，38)也由一閥座(6)和一閥件(38)構(gòu)成，至少閥座(6)具有一軟彈性材料的密封件(7)。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于兩個(gè)閥(6，38和35，44)都設(shè)于工作活塞(1)中，兩個(gè)閥的閥座(6，35)都是活塞(1)的零件。
17.按照權(quán)利要求16所述的活塞，其特征在于所述第一閥(35，44)的閥座(35)設(shè)在插件(33)上，插件(33)剛性地連接于工作活塞(1)。
18.如權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于一橫向銷(59)插過主制動(dòng)缸(67)的盲孔，閥門的驅(qū)動(dòng)挺桿19可移動(dòng)而抵靠在所述橫向銷(59)上。
19.如權(quán)利要求18所述的活塞，其特征在于所述第二閥的封閉件(38)設(shè)閥的載體(19，43)上，在載體上作出挺桿19的形狀，該挺桿(19)可移動(dòng)而抵靠在所述橫向銷(59)上。
20.如權(quán)利要求13至19中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于第二閥(6，38)的載體(19，43)連接于第一閥(35，44)的驅(qū)動(dòng)銷(43)。
21.如權(quán)利要求13至20中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于第一閥(35，44)的驅(qū)動(dòng)銷(43)和閥的載體(19，43)適于相互連接，以便不可移動(dòng)，而且在其連接前，它們?yōu)檎{(diào)整之目的可相互移動(dòng)。
22.如權(quán)利要求13所述的活塞，其特征在于在中心閥(6，38)的基本位置上，所述第一閥的閥件(44)具有一個(gè)至閥座(35)的距離A，第二閥的閥件(38)具有一個(gè)至閥座(6，53)的距離B，所述距離A小于所述距離B。
23.如權(quán)利要求13至22中任一項(xiàng)所述的活塞，其特征在于所述第一閥(35，44)的閥件(44)由一閥球(44)構(gòu)成，以及所述第二閥(6，38)的封閉件(38)由一鋼制缸構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓制動(dòng)系統(tǒng)用的帶中心閥的活塞。公知的這類活塞具有由徑向包圍著閥座(7)的支承插件(8)構(gòu)成的閥殼(6)，這種閥殼的缺點(diǎn)是在軸向上的兩零件之間的可靠連接有時(shí)不足。本發(fā)明提供的補(bǔ)救措施是，采用了凹槽，在凹槽之后閥座在雙向上接合支承插件。在一種推薦的改進(jìn)中，閥門插件是對稱結(jié)構(gòu)的，且在閥座上制有密封凸起。閥挺桿(19)的導(dǎo)向由活塞(1)本身進(jìn)行。
文檔編號B60T11/20GK1085171SQ9310509
公開日1994年4月13日 申請日期1993年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月7日
發(fā)明者科特·薩爾巴奇, 克勞司·伯戈林, 哈拉德·科尼格, 魯?shù)婪颉けR德維奇, 托馬斯·克拉梅爾, 汗斯·潔爾金·瓦琴爾 申請人:阿爾弗里德·蒂維斯公司