用於液壓制動系統的帶有中心閥的活塞的製作方法

2023-06-02 15:56:36

專利名稱：用於液壓制動系統的帶有中心閥的活塞的製作方法
技術領域：
本發明涉及主權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是，當安裝閥殼時即將閥座和支承插件相結合時必須特別謹慎。如果閥銷不是例如通過硬化或膠固特別可靠地連接於支承插件，那麼由於當安裝整個閥殼時在活塞的裝配孔中的橫向摩擦，閥座可能從支承插件鬆脫。這是由於只有摩擦接合或粘接劑的粘接效果所產生的力才能分別抵抗這兩個插件的位移。
本發明是在本說明書開始時提到的那種活塞的基礎上作出的，其目的是進一步簡化這種活塞，特別是使其製造和裝配十分方便。
上述目的是通過主權利要求特徵部分所述的那些特徵來實現的。因此，從原理上講，本發明在於提供閥座和支承插件的結合，支承插件帶有軸向凹槽，並可毫無困難地承受組裝和操作中形成的軸向力，因此閥座不能產生相對於支承插件的軸向位移。
在專利文件DE-OS3932248的那種現有技術的閥殼中，支承插件以一環形端伸入活塞的階梯孔。因此，為能裝配閥殼，螺旋形的通風槽是必需的，對閥殼產生的一種雙定心通常是不理想的。
另外，在自動裝配的情況下必須特別留意閥殼不要裝配在軸向錯誤的位置上。為了更為簡化，最好實施權利要求2中提到的那些特徵。換言之，在支承插件上可以不用環形伸出部分，因此，由於閥座可在兩個軸向位置上安裝，在該支承插件中不用對閥的挺杆作連續導向。另外，由於閥殼的兩側密封面及端面有助於在活塞孔的底面上相對於活塞孔的密封。另外，由於採取了上面提到的措施，支承插件的位置在其與閥座結合的過程中變得不很重要，所以閥殼的製造更加簡便了。
在專利文件DE-OS3932248的公知的中心閥中，閥件設有環形突出部分以便提高密封效果。由於閥件的剛性邊緣可能損壞閥座的密封座，這種結構也有不利的一面。另外一個不利的因素是環形突出部分必須製造得十分精確，通常需要精加工。一般公認，這可以由尺寸精確的鑄造工藝如鋁壓鑄來補救，但是這樣的加工方法成本很高。作為一種解決方案，本發明提出權利要求3那些特徵。在閥座上鑄出環形凸起從而增進密封效果。這種措施可以簡化閥件結構，使用模鍛件而不用鑄件即可。
當閥殼為對稱結構時，最好採用本發明的權利要求4中的特徵。當閥殼為對稱結構時，由於閥座兩端面都設有環形凸起，環形接收凹槽提供了改進閥殼相對於活塞尺寸精度的可能性。另外，環形凸起可能壓在孔底面上的軸向力不會作用在閥殼上。
當在支承插件處鑄閥座時，支承插件必須事先固定在一模具上。這樣做時為了不損壞支承插件上的軸向孔，最好採用權利要求5所述的特徵。
為了製得閥座和支承插件間的本發明的凹槽，可以對支承插件進行大批量的成形加工。權利要求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製得上述形狀的支承插件。
權利要求7描述了成形支承插件的另一種可能性，這可以增大強度，特別是軸向上的強度。
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對閥的挺杆有尺寸精確的導向。當將這種原理應用於本發明的閥座時，挺杆就必須穿過相互對準的兩個孔。本發明的權利要求8所述的特徵有助於消除這樣做引起的困難，這樣，閥的挺杆僅在活塞的軸向孔中導向即可，因此，軸向孔的壁同時用作導向面。
支承插件和活塞本身最好使用鋁製造。各零件相互之間的結構使得採用不同材料製成的閥件不會帶來不利影響，這就是說，閥件最好是鋼製的。作為一種輔助措施，最好用鍍層的方式隔開相互滑動的不同金屬的表面，如鍍鎳，鍍鋅等等。
防鎖緊液壓制動系統(ABS)的帶有中心閥的主制動缸中需要按照本發明的活塞。這種制動系統的難點在於，中心閥在壓力下必須照樣打開，這就引起下述危險，即在打開的閥門形成的流動力可能損壞較軟的彈性材料製成的閥座。這方面的問題在專利文件DE-OS4040271中已詳細描述。另外，在專利文件DE-OS4032873中已提出了一種解決方案，即設置串列連接的兩個閥。在這方面提出的另一種技術方案(P4223353)是採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中心閥的第二閥的功能。
本發明的另一個目的是改進包括上述保護裝置的中心閥的結構，這種改進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更好地保護中心閥。為此目的，這種中心閥可具有上述特徵中的一個或其組合。
這個目的是通過權利要求10特徵部分的特徵組合來實現的，也就是說，從原理上講，本發明在於提供一種中心閥的控制保護裝置，它特別是當在工作缸中具有壓力時，限制通過中心閥的最大液壓油流量。
按照本發明的一個項改進，這種控制保護裝置可以是一靜態限流器，或是一動態限流。關於這方面的詳細說明請閱P4223353。
本發明另一項改進是採用連接於上遊的保護閥，例如在DE-OS4032873中描述的那種。有關這方面的進一步改進在從屬權利要求14-23中描述。
下面對照附圖詳述本發明的實施例。


圖1是按照本發明的帶有中心閥的活塞。
圖2是按照本發明的帶有附加保護閥的活塞。
首先描述圖1所示的按照本發明的活塞。DE-OS3932248用做參考文獻，主缸，特別是串列式主缸的各零件，只描述其與上述文獻的區別。
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設有卡環9A，9B。如圖所示，卡環有兩種形式可供選用。在圖的右側，示出推薦使用的具有矩形截面的卡環9A。如圖的左側所示，也可以選用卡環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為相對於其垂直於孔3縱軸的子午面的對稱結構，因此，可以兩個位置安裝。支承插件8的軸向孔10的直徑大於中心孔5。在軸向孔10的兩端設有兩環形凹槽11和12，目的是製造閥殼6時防止孔10兩端在製造時出現錐形。
至少在閥座7的兩端面15，16之一上有環形凸起13，其作用是改進相對於閥件17的密封。在圖的右側示出一種環形凸起的對稱結構，因此，這種閥座7具有兩環形凸起13，14。活塞1最好在第二孔段4的底面上設有相配的環形凹座18，以便於在第二孔段的底面上為端面16提供一光滑的抵接面。但是，按照圖的左側所示也可以不設環形凹座18。這樣做的好處在於閥座僅在一側具有環形凸起，在這種情況下，閥殼6不再是完全對稱的。
閥件17設有一挺杆19。選取軸向孔10的直徑使其大於中心孔5的直徑，從而使中心孔5的圓周面為挺杆19導向。，由於中心孔5同時用作液壓油導管，挺杆19僅藉助三條輻板20支承在孔壁上。輻板20在階梯孔2的軸線上縱向延伸，並均勻分布在挺杆的周向上。
閥件17藉助螺簧21相對於閥座7受偏壓，螺簧21藉助一支環22抵靠在活塞上，支環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22可咬合在相應的槽中以便簡化中心閥的結構。
關於所用材料，活塞1和支承插件8是鋁製的，而閥件17是用鋼壓制的，如鍛造或模鍛的。
下面參閱圖2詳述本發明的一個帶有保護裝置的實施例。關於中心閥，請參閱圖1的描述，關於保護閥，請參閱DE-OS4032873。
主制動缸67由帶有盲孔63的殼68構成，活塞1以密封的方式在其中被導向。
彈簧60設置在未畫出的第二活塞和活塞1之間。
中心閥6，38設置在活塞1中。下文將對中心閥作更為詳細的描述。
挺杆19在活塞1的軸線上延伸，並用來驅動中心閥6，38，這將在下文中詳述。挺杆19抵靠在橫向銷59上(圖中只部分畫出了橫向銷19)，並使中心閥6，38保持打開。
活塞1限定了一個與制動迴路及泵的出口相連的工作腔62。
挺杆19在一窄的縱向孔中被導向，該縱向孔同時用於工作腔62和供油庫之間的壓力互換。為了產生暢順的壓力平衡，在活塞1中可設置基本垂直於活塞縱軸的補償孔23。作為一種替代，挺杆19也可設有縱向槽。
活塞1設有多級縱向孔31，從限定工作腔62的前端直至補償孔23。縱向孔最大一級設置在工作腔62的前端附近。這部分終止於一臺肩32，在該臺肩上支承著缸形的插件33。插件33設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。由於插件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面的第二臺肩36。在第二臺肩36之後是為挺杆19導向的孔5。從孔5也分支出一補償孔23。這樣就可以至少在部分區域將孔5設計得很窄小，從而用於為挺杆19導向。
在第一臺肩32和第二臺肩36之間的空間裡設有一封閉件38，在封閥件38上做出挺杆19的形狀。封閉件38的直徑基本相應於縱向孔31該區段的直徑，從而可起導向作用。經過封閉件38的液壓油流通過封閉件38外緣處的通路39放洩。
作為一個活動座，中心閥具有插在驅動銷43和挺杆19之間的鋼製封閉件38。這個活動的封閉件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上的環形閥座7構成。這方面的細節參閱圖1詳述。同時，支承插件8構成活動封閉件38的止動件。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號為B。
驅動活塞43，從插件33的中心孔穿出並抵靠與閥座35配合工作的閥球44。閥球44由導向件45固定，在導向件45上支承著一彈簧46。彈簧46另一側則抵靠一個裝在活塞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和驅動銷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構成的第一閥具有一個第一打開距離A，而由閥座7或凸圈53和封閉件38構成的第二閥具有一個第二打開距離B。
主制動缸的活塞1的工作情況如下圖中示出一主制動缸的非驅動狀態，也就是說，中心閥處於打開狀態。活塞1處於其基本狀態，挺杆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，通過彈簧60帶動未畫出的第二活塞。也就是說，兩活塞相對於殼68位移，而挺杆19，封閉件38，驅動杆43和閥球44不發生相對於主制動缸殼的位移。彈簧將閥件保護在其位置上。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。當活塞繼續位移，就可以在工作腔62中形成壓力。
當活塞1進一步左移，驅動銷43將移離閥球44，且閥座38趨近於凸圈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現的，因為在兩個閥之間的空間中已沒有壓力。因此，由橡膠或任何其它適當的密封材料構成的閥座7不會損壞。
只要第一保護閥44，35可靠閥合，中心閥6，38的性能動作即無關重要了。
在液壓油由泵送入工作腔62時的控制操作中，活塞1滑回其基本位置。然後，是中心閥6，38首先打開，接著打開保護閥44，35，於是液壓油可以流經中心保護閥44，35並流經中心閥6，38-打開間隙為B減A。由於起初仍閉合的保護閥44，35的作用，通過中心閥6，38放洩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，使保護閥44，35閉合。因此，控制操作得以進行，這包括閥44，35的迅速連續的打開和閉合動作。最後，由泵送入主缸的液壓油可以通過閥放洩。主缸壓力相應於踏板壓力。
權利要求
1.一種車輛液壓制動系統使用的帶有中心閥(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(9A或9B)的圓周面上的環形彈性閥座(7)，其特徵在於，卡環(9A或9B)的兩端由閥座(7)所封包。
2.如權利要求1所述的活塞，其特徵在於所述閥殼(6)的結構對稱於垂直於中心孔軸線延伸的卡環(9)的子午面。
3.如權利要求1或2所述的活塞，其特徵在於閥座(7)至少在其面對閥件(17)的端面(15)上設有面對閥件(17)方向的凸圈(13)。
4.如權利要求2或3所述的活塞，其特徵在於在容納閥殼(6)的階梯孔(4)的底面上設有接納凸圈(14)的環座(18)。
5.按照前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於所述支承插件(8)的一軸向孔(10)在其兩端設有環形凹槽(11，12)。
6.如前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於所述卡環具有矩形橫截面。
7.如前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於所述支承插件(8)的所述的圓周面朝向在卡環(9B)和端面(15，16)之間的端面呈圓錐形。
8.如前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於所述閥殼(6)的軸向孔(10)的直徑大於活塞(1)中其後的軸向中心孔(5)的直徑。
9.如前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於所述支承插件(8)是鋁製的，閥件(17)是鋼製的，以及活塞(1)是鋁製的。
10.如前述權利要求中任一項所述的活塞，其特徵在於一個控制流向中心閥(6，38)的液壓油流量的保護裝置(35，44)在活塞開口端的工作腔(62)的方向上的中心閥(6，38)的上遊連接於所述中心孔。
11.如權利要求10所述的活塞，其特徵在於設有一限流器作為控制保護裝置。
12.如權利要求11所述的活塞，其特徵在於所述限流器為動態限流器。
13.如權利要求10所述的活塞，其特徵在於設有連接於中心閥上遊的一保護閥作為一種控制裝置。
14.如權利要求13所述的活塞，其特徵在於控制工作腔(62)和間隙空間(29)之間連接的所述保護閥在第二閥(中心閥6，38)之前閉合。
15.如權利要求14所述的活塞，其特徵在於所述保護閥由一閥座(35)和閥封閉件(44)構成閥座(35)和封閉件(44)都由金屬製成，而且第二閥(6，38)也由一閥座(6)和一閥件(38)構成，至少閥座(6)具有一軟彈性材料的密封件(7)。
16.如權利要求13至15中任一項所述的活塞，其特徵在於兩個閥(6，38和35，44)都設於工作活塞(1)中，兩個閥的閥座(6，35)都是活塞(1)的零件。
17.按照權利要求16所述的活塞，其特徵在於所述第一閥(35，44)的閥座(35)設在插件(33)上，插件(33)剛性地連接於工作活塞(1)。
18.如權利要求13至17中任一項所述的活塞，其特徵在於一橫向銷(59)插過主制動缸(67)的盲孔，閥門的驅動挺杆19可移動而抵靠在所述橫向銷(59)上。
19.如權利要求18所述的活塞，其特徵在於所述第二閥的封閉件(38)設閥的載體(19，43)上，在載體上作出挺杆19的形狀，該挺杆(19)可移動而抵靠在所述橫向銷(59)上。
20.如權利要求13至19中任一項所述的活塞，其特徵在於第二閥(6，38)的載體(19，43)連接於第一閥(35，44)的驅動銷(43)。
21.如權利要求13至20中任一項所述的活塞，其特徵在於第一閥(35，44)的驅動銷(43)和閥的載體(19，43)適於相互連接，以便不可移動，而且在其連接前，它們為調整之目的可相互移動。
22.如權利要求13所述的活塞，其特徵在於在中心閥(6，38)的基本位置上，所述第一閥的閥件(44)具有一個至閥座(35)的距離A，第二閥的閥件(38)具有一個至閥座(6，53)的距離B，所述距離A小於所述距離B。
23.如權利要求13至22中任一項所述的活塞，其特徵在於所述第一閥(35，44)的閥件(44)由一閥球(44)構成，以及所述第二閥(6，38)的封閉件(38)由一鋼製缸構成。
全文摘要
本發明涉及一種液壓制動系統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)構成的閥殼(6)，這種閥殼的缺點是在軸向上的兩零件之間的可靠連接有時不足。本發明提供的補救措施是，採用了凹槽，在凹槽之後閥座在雙向上接合支承插件。在一種推薦的改進中，閥門插件是對稱結構的，且在閥座上制有密封凸起。閥挺杆(19)的導向由活塞(1)本身進行。
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 優先權日1992年5月7日
發明者科特·薩爾巴奇, 克勞司·伯戈林, 哈拉德·科尼格, 魯道夫·盧德維奇, 託馬斯·克拉梅爾, 汗斯·潔爾金·瓦琴爾 申請人:阿爾弗裡德·蒂維斯公司