專利名稱：閥，特別是比例溢流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥，特別是比例溢流閥，具有一帶至少三個(gè)流體 接頭的閥殼體，其中閥可連接在具有規(guī)定使用壓力的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上。
技術(shù)背景已知一種比例壓力調(diào)節(jié)閥(US-A-4 316 599 )，其中它構(gòu)成用于油 壓設(shè)備的控制閥，它在輸入壓力變化的情況下提供基本上恒定的輸出 壓力。所要控制的輸出壓力通過由 一相應(yīng)電子控制裝置提供的電流信 號(hào)給定，并作用在一作為磁力系統(tǒng)的操縱磁鐵上。操縱磁鐵可以做成 壓力密封的油池磁鐵，并具有長(zhǎng)的使用壽命。上述比例壓力調(diào)節(jié)閥可以是直接控制的三通道結(jié)構(gòu)活塞式滑閥， 亦即帶有輸出端的壓力保險(xiǎn)裝置。其中它們用在油壓設(shè)備中用來控制用于按要求建立壓力和卸壓的變速箱的連接，用來遠(yuǎn)距離調(diào)壓、控制 壓力分布和提前控制液壓閥和邏輯元件。上述普通比例壓力調(diào)節(jié)閥特別是在稀的流體介質(zhì)時(shí)穩(wěn)定性差，亦 即它們開始"振動(dòng)"，特別是如果已知閥應(yīng)該滿足特殊功能，例如在汽 車伺服轉(zhuǎn)向器中、液力行駛驅(qū)動(dòng)裝置以及其他有關(guān)安全技術(shù)的領(lǐng)域中， 那么這是有害的。實(shí)際通常表明，在采用壓力調(diào)節(jié)閥時(shí)故障多發(fā)區(qū)位 于閥的固有頻率范圍內(nèi)，其中出現(xiàn)的不穩(wěn)定性直至可能導(dǎo)致閥和液壓 設(shè)備所屬零件的失效。其次在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于升降工作平臺(tái)的多軸液壓傳動(dòng)裝置， 它們通常具有一后輪驅(qū)動(dòng)裝置以及一可接通的全輪驅(qū)動(dòng)裝置。為了保 證功能可靠地運(yùn)行，只有驅(qū)動(dòng)一個(gè)軸和其他軸空轉(zhuǎn)以及用撞擊式止擋 進(jìn)行制動(dòng)過程，在已知方案中需要大量閥元件，如兩個(gè)所謂的沖擊閥， 兩個(gè)分別由一溢流閥和一兩位兩通換向閥組成的預(yù)緊閥組合，和作為 循環(huán)閥的兩位兩通換向閥。上述功能結(jié)構(gòu)雖然運(yùn)行可靠，但是由許多閥的數(shù)量可以預(yù)計(jì)，運(yùn)行時(shí)容易出故障，這縮短了維護(hù)間隔。已知方 案還需要大量結(jié)構(gòu)空間，并由于零件數(shù)量多而制造成本高。 發(fā)明內(nèi)容從這種現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)本發(fā)明的目的是，提供一種閥，特別是比例 溢流閥，它即使在使用稀的流體介質(zhì)時(shí)也具有良好的穩(wěn)定性。特別是 在用在與安全有關(guān)的領(lǐng)域包括液力傳動(dòng)裝置內(nèi)時(shí)有助于減少元件數(shù) 量。具有權(quán)利要求l特征的閥以其總體實(shí)現(xiàn)上述目的。按照權(quán)利要求1的特征部分可借助于一控制裝置控制閥活塞，它 借助于一蓄能器與先導(dǎo)閥座功能連接，并且作用在流體接頭上的使用 壓力至少這樣作用在閥活塞上，根據(jù)作用的使用壓力和控制裝置的操 作力的不同流體可以在閥殼體內(nèi)在另兩個(gè)流體接頭之間雙向流通，由 此造成一種閥，它即使在稀的流體介質(zhì)時(shí)也可以發(fā)揮可靠的閥開關(guān)功 能，降低發(fā)生故障的可能性。倘若閥用在整個(gè)液壓設(shè)備，如液力傳動(dòng) 裝置內(nèi)，便可以用一個(gè)基本閥代替迄今為止采用的沖擊閥、預(yù)緊閥和 換向閥，其中按照本發(fā)明基本上只要用一個(gè)閥便可以實(shí)現(xiàn)相同的開關(guān) 和運(yùn)行功能。這降低了制造和維護(hù)成本，因?yàn)樵趥鲃?dòng)裝置內(nèi)只有一個(gè) 閥要支配，總體來說提高了運(yùn)行功能可靠性。本發(fā)明的閥的其他優(yōu)良實(shí)施形式是其他從屬權(quán)利要求的主題。
下面借助于不同的實(shí)施例，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的閥，特別是比例溢流閥。其中以不按比例的原理圖表示圖1 以液壓線路圖的形式表示一按現(xiàn)有技術(shù)的液壓升降工作平 臺(tái)的一部分；圖2 —相應(yīng)于圖1的關(guān)于本發(fā)明方案的線路圖；圖3至5 以縱剖圖表示本發(fā)明閥的不同實(shí)施形式，其中在圖3中為了詳細(xì)說明還表示了按圖2的換向閥。
具體實(shí)施方式
圖1以線路圖的方式表示一用于未詳細(xì)畫出的剪式升降工作平臺(tái) 的液力傳動(dòng)裝置的一部分。上述運(yùn)輸工具通常具有兩個(gè)軸，其中通常
實(shí)現(xiàn)后輪驅(qū)動(dòng)，并且為了實(shí)現(xiàn)可接通的全輪驅(qū)動(dòng)，前輪軸可單獨(dú)控制， 其中用于兩個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)裝置基本上設(shè)計(jì)成一樣的。在關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的 圖1中作為用于上述運(yùn)輸工具的未詳細(xì)畫出的車輪軸的驅(qū)動(dòng)裝置表示了一液壓馬達(dá)IO，它才艮據(jù)一三位四通換向閥12開關(guān)位置的不同可以 向兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)，以進(jìn)行前進(jìn)或后退運(yùn)行以及實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。根 據(jù)按圖l的視圖三位四通換向閥12處于中間位置，此外在輸入端連接 在一液壓泵14以及一油箱16上。液壓泵14的供油管通過一普通的溢流閥18保護(hù)。兩條平行延伸 的供油管20通向液壓馬達(dá)10相應(yīng)的輸入端，在兩條供油管20之間并 聯(lián)設(shè)置不同的閥，為斷開閥或循環(huán)閥22,兩個(gè)預(yù)緊閥24，它們分別配 設(shè)一溢流閥26，以及另兩個(gè)作為所謂的沖擊閥的溢流閥26。在朝圖1 方向看設(shè)置在最上面的沖擊閥28與兩條供油管20的連接部位區(qū)域內(nèi) 相互面對(duì)面地連接兩條旁路管30，它們通過單向閥防止回輸?shù)接拖?6 內(nèi)。上述單向閥用作補(bǔ)充吸入閥，以避免空蝕。總而言之亦即已知方 案具有兩個(gè)沖擊閥28、兩個(gè)帶溢流閥26的預(yù)緊閥24以及一循環(huán)閥22, 其中兩個(gè)預(yù)緊閥24和循環(huán)閥22做成兩位兩通換向閥的形式。為了詳細(xì)說明按圖1的已知傳動(dòng)裝置的功能，下面表示一典型的 運(yùn)行流程。例如在僅僅一個(gè)軸驅(qū)動(dòng)時(shí)(后輪驅(qū)動(dòng))第二個(gè)軸應(yīng)該被帶 動(dòng)空轉(zhuǎn)，如果循環(huán)閥22切換到其在圖1中所示的轉(zhuǎn)換位置，那么從液 壓馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)馬達(dá)IO回流的油重新引回到馬達(dá)，以避免干運(yùn)轉(zhuǎn)。在僅 僅用驅(qū)動(dòng)軸行駛時(shí)三位四通換向閥12保持關(guān)閉，因此全部的泵出油都 引到工作軸上，從而使速度加倍。如果要進(jìn)行制動(dòng)過程，那么便可以接通上述非工作軸，以支持制 動(dòng)過程。為此關(guān)斷循環(huán)閥22并根據(jù)制動(dòng)方向接通作為預(yù)緊閥的其他兩 位兩通換向閥24，因此它通過配i殳于它的附加的溢流閥26開放一條 流體通路。因?yàn)閷?duì)于上述在兩個(gè)相反的行駛方向的可制動(dòng)性，如圖1 中所示的裝置必須存在兩套，對(duì)于預(yù)緊或制動(dòng)功能除兩位兩通換向閥 24之外反正得到兩套溢流閥26。如果應(yīng)該通過關(guān)斷所有換向閥進(jìn)行沖擊式停止(緊急停止)，或者
否則造成對(duì)油路或流體回路不希望地高的外部載荷，原則上可以這樣提高管道例如供油管20或閥殼體內(nèi)的壓力，使得可能造成構(gòu)件的失 效。為了解決這個(gè)問題，在所述回路中裝入另一溢流閥28作為所謂的 沖擊閥。它們?cè)谶_(dá)到一規(guī)定的壓力時(shí)流體或油可以在一自身的回路內(nèi) 循環(huán)。所述功能為了功能可靠地運(yùn)行必須不能同時(shí)接通，并且為了可 接通的全輪驅(qū)動(dòng)按照按圖1的線路圖所述閥裝置對(duì)于每個(gè)要分別控制 的軸都存在。在按圖2的改進(jìn)的帶本發(fā)明閥的實(shí)施形式中和圖1中相同的構(gòu)件 也用同樣的附圖標(biāo)記表示。按照按圖1的方案的所示的許多單個(gè)閥在 按圖2的線路圖中由一個(gè)按本發(fā)明的閥代替，它與一作為其他閥的換 向閥32共同作用，其中給定三個(gè)流體接頭1、 2和3,閥的控制裝置 用4'表示，此外閥具有另外的第四個(gè)流體接頭，它通過連接管34連接 在油箱16上，用來無壓力地排出先導(dǎo)油。所述的帶換向閥32的閥裝 置通過連接部位36連接在兩個(gè)供油管20之間。在圖2的線路圖中所 用的比例閥以按圖3至5的不同的實(shí)施形式單獨(dú)表示，其中在按圖3 的實(shí)施形式中還形象地表示了換向閥32。為了使視圖更簡(jiǎn)單后者在按 圖4和5所示的閥縱剖視中沒有再畫出。在介紹按圖2的液壓線路的功能前，下面應(yīng)該首先詳細(xì)說明按圖 3至5的比例閥。按圖3的閥，特別是比例溢流閥，具有一擰入套筒形式的閥殼體 38。在閥殼體38的端面一側(cè)的自由端上設(shè)置一流體接頭1。其他流體 接頭2、 3和4沿閥殼體38的外圓周徑向穿透上述閥殼體38。各個(gè)流 體接頭1, 2， 3和4相應(yīng)地通過設(shè)置在閥殼體38外圓周上的密封件相 互流體密封地隔開。此外如圖3中形象地表示的那樣，換向閥32以其 入口端連接在流體接頭l， 2和3上以及連接部位36上，它們按照按 圖2的視圖通入供油管20 (在圖3中未畫出)。如圖所示，閥殼體38做成擰入套筒的形式，因此可以擰入一未詳 細(xì)畫出的帶有其整個(gè)液壓設(shè)備的傳動(dòng)裝置的連接塊內(nèi)。在其位于流體 接頭l對(duì)面的末端上，閥殼體配備一控制裝置40，它具有一做成一種
磁鐵系統(tǒng)的磁鐵電樞42，它可借助于一可通電的線圏(未詳細(xì)畫出) 在一極管44內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在這里作用在一操縱桿46上，以控制一 封閉錐形式的封閉件48。封閉件48和操縱桿通過一作為蓄能器的壓 簧50相互隔開。不僅是封閉件48還是壓簧50以及操縱桿46的位于 磁鐵電樞48對(duì)面的前端都在一流體腔52內(nèi)移動(dòng)，它可通過流體接頭 4導(dǎo)引流體地與按圖2的連接管34連接，連接管以其自由端通入油箱 16內(nèi)。閥活塞56在閥殼體38內(nèi)移動(dòng)，其中閥活塞56做成一種主閥級(jí)， 而構(gòu)件58是一種先導(dǎo)級(jí)類型的先導(dǎo)閥座。閥活塞56以其一個(gè)端面?zhèn)?的末端圍成另一流體腔60， 一壓簧62作為另一個(gè)蓄能器在它里面移 動(dòng)，此壓簧嵌入閥活塞56的一空心的圓柱形孔內(nèi)。其次閥活塞56在 外圓周上配設(shè)一徑向槽64,其軸向長(zhǎng)度沿閥的縱向看這樣選擇，使得 在閥活塞56規(guī)定的開關(guān)或移動(dòng)位置無論如何部分打開在流體接頭2 和3之間的流體導(dǎo)引路徑，并可如圖3中所示重新關(guān)閉。不管是閥活 塞還是先導(dǎo)閥座58都具有縱向貫通的流體通道66， 68，它們?cè)诔瘓D3 的觀察方向看在其右端上分別具有一帶流板70，它們對(duì)在流體接頭1 處的液流節(jié)流。在圖3中所示的比例閥可以在兩個(gè)方向，亦即從流體接頭2向流 體接頭3或倒過來從流體接頭3向流體接頭2流通。其中流通方向由 這樣的因素確定，即在供油管20內(nèi)存在最高的使用壓力的地方。上述 使用壓力通過換向閥32經(jīng)由通向比例閥的流體接頭1的信號(hào)管72發(fā) 信號(hào)。如果可通過控制裝置4'的磁鐵系統(tǒng)調(diào)整的關(guān)閉壓力由于這樣的 原因被超過，即在流體接頭1處的使用壓力將關(guān)閉件48從作為先導(dǎo)級(jí) 的先導(dǎo)閥座58上抬起，先導(dǎo)閥便被打開，設(shè)計(jì)成主導(dǎo)級(jí)的閥活塞56 克服壓簧62形式的蓄能器的力向左運(yùn)動(dòng)。由此打開從流體接頭2向流 體接頭3的流通連接，使流體(油)可以從較高壓力向較低壓力處流 動(dòng)。在不通電的情況下，亦即在磁鐵系統(tǒng)不工作時(shí)，比例閥滿足對(duì)于 一個(gè)軸的無壓力循環(huán)的要求( 一個(gè)軸空轉(zhuǎn))，為此迄今為止按照現(xiàn)有技 術(shù)需要一附加兩位兩通換向閥22 (參見圖1)。
在磁鐵系統(tǒng)的部分通電狀態(tài)和因此磁鐵電磁42部分開動(dòng)的情況 下用本發(fā)明方案的閥實(shí)現(xiàn)所述的預(yù)緊功能，其中液壓馬達(dá)10通過規(guī)定 的壓力制動(dòng)，這時(shí)可以用本發(fā)明的方案通過磁鐵系統(tǒng)的磁力按比例調(diào) 整制動(dòng)作用，這樣上述閥功能便作為總的預(yù)緊系統(tǒng)代替迄今為止的溢 流閥26與兩位兩通換向閥24的組合(參見圖1)，在完全通電和因此 產(chǎn)生最高電磁關(guān)閉力時(shí)按本發(fā)明的比例閥滿足迄今為止已知的作為獨(dú) 立溢流閥的沖擊閥28的功能。本發(fā)明方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，比例閥的 基準(zhǔn)可以定為大致是油箱16內(nèi)的壓力，因此流出端的壓力不會(huì)再疊加 在調(diào)整壓力上。按圖4和5的改變的實(shí)施形式只對(duì)與按圖3的閥結(jié)構(gòu)有顯著區(qū)別 的地方加以說明。從其本身的閥結(jié)構(gòu)來看相應(yīng)于按圖3至5的三個(gè)方 案，主要的區(qū)別僅僅在相應(yīng)控制裝置4'的結(jié)構(gòu)的圓周中。在按圖4的實(shí)施形式中作為控制裝置4'的磁鐵系統(tǒng)由一機(jī)械預(yù)調(diào) 裝置代替，用它通過一絲桿74和一力彈簧76可以手動(dòng)調(diào)整用于關(guān)閉 件48的關(guān)閉壓力。閥設(shè)計(jì)成帶有通過連接管34的油箱基準(zhǔn)的雙作用 先導(dǎo)沖擊閥，其中雙作用建立在控制接頭1與使用接頭3和4脫接的 基礎(chǔ)上。上述閥方案既可以確定控制(黑/白開關(guān)特性)，也可以比例 控制。按圖3的實(shí)施形式具有一所謂的壓緊磁鐵系統(tǒng)，其中在通電狀態(tài) 磁鐵電樞42通過操縱桿46使關(guān)閉件48力圖保持其關(guān)閉通道68的關(guān) 閉位置，而在按圖5的方案中帶有磁鐵電樞42的磁鐵系統(tǒng)設(shè)計(jì)成所謂 的拉緊系統(tǒng)，其中磁鐵電樞42在一通電的繞組線圏(未畫出)的作用 下沿朝圖5的觀察方向看克服作為按照按圖4的方案的機(jī)械預(yù)調(diào)系統(tǒng) 一部分的彈簧76的作用從右向左移動(dòng)。也就是說按圖5的實(shí)施例將起 拉緊作用的磁鐵系統(tǒng)與按照按圖4的方案的機(jī)械預(yù)調(diào)裝置相結(jié)合。如 果將相配的極管 44設(shè)計(jì)成所謂的失效-安全極管 (Fail-Safe-Polrohr), ^f更造成其他方案的可能性。例如在完全通電時(shí) 可以無壓力地循環(huán)，而在作為開關(guān)裝置4'的磁鐵系統(tǒng)不通電的狀態(tài)下 得到 一種帶油箱基準(zhǔn)的雙作用先導(dǎo)控制沖擊閥的失效_安全閥的型 式。類似于在標(biāo)準(zhǔn)溢流閥時(shí)那樣，便可以手動(dòng)調(diào)節(jié)最大壓力。上述無電流狀態(tài)表示在圖5中。如果本發(fā)明的比例驅(qū)動(dòng)裝置用在所述液壓傳動(dòng)裝置中，便可以顯 著減少所需要的閥的數(shù)量，并在總體上縮小用于閥的結(jié)構(gòu)空間。因?yàn)?本發(fā)明的比例閥可以在兩個(gè)方向通流，因此可以取消按照按圖l的已 知方案兩倍數(shù)量的閥，從不必同時(shí)運(yùn)行兩種功能的考慮出發(fā)，便可以 追溯到按照按圖2的液壓線路圖的比例閥二者擇一的切換，從而節(jié)省 閥的數(shù)量，總而言之這有利于降低制造和維護(hù)成本。但是本發(fā)明的比 例閥不需要局限于用在車輛驅(qū)動(dòng)裝置中，而是特別是由于其穩(wěn)定的開 關(guān)性能也可以用于其他液壓回路中，特別是安全性要求高的地方。
權(quán)利要求
1. 閥，特別是比例溢流閥，具有一帶至少三個(gè)流體接頭(1, 2， 3)的閥殼體(38),其中閥可以連接在具有可設(shè)定的使用壓力的液壓 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，其特征為可借助于一控制裝置(40)控制閥活塞(56)， 該閥活塞借助于一蓄能器(62)與先導(dǎo)岡座(58)作用連接，在流體 管接頭(1)處存在的使用壓力至少這樣作用在閥活塞(56)上，使得 根據(jù)存在的使用壓力和控制裝置(40)的操作力的不同，在另兩個(gè)流 體接頭(2和3)之間的流體可以在閥殼體(38)內(nèi)向兩個(gè)方向通流。
2. 按權(quán)利要求l的閥，其特征為在另兩個(gè)流體接頭(2, 3)之 間連接一換向閥(32 )，該換向閥通過信號(hào)管(72 )傳輸在流體接頭(1) 處的最高使用壓力。
3. 按權(quán)利要求1或2的閥，其特征為流體接頭(l)在端面處 通入閥殼體(38)的自由端，而另兩個(gè)流體接頭(2, 3)沿其外圍貫 穿閥殼體(38),并可根據(jù)其位置借助于作為主級(jí)的閥活塞(56)相互 流體導(dǎo)引地連接。
4. 按權(quán)利要求3的閥，其特征為先導(dǎo)閥座(58)以一先導(dǎo)級(jí)的 型式起作用，并可由控制裝置(4')施加可設(shè)定的操作力。
5. 按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的閥，其特征為在閥活塞(56) 和先導(dǎo)閥座(58)之間的蓄能器設(shè)計(jì)成壓簧(62)。
6. 按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的閥，其特征為閥活塞(56)和 先導(dǎo)閥座(58)分別被一連接通道(66， 68)貫穿，該連接通道在其 朝向使用壓力的一側(cè)設(shè)有一節(jié)流板(70)或節(jié)流閥。
7. 按權(quán)利要求6的閥，其特征為先導(dǎo)閥座(58)的連接通道(68) 可被控制裝置(4')的關(guān)閉件(48)關(guān)閉。
8. 按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)的閥，其特征為閥活塞(56)和 先導(dǎo)閥座(58)借助于蓄能器在形成一流體腔(60)的情況下相互保 持一定距離。
9. 按權(quán)利要求1至8之任一項(xiàng)的閥，其特征為控制裝置(4')具有一帶可控磁鐵電樞(42 )的磁鐵系統(tǒng)，磁鐵電樞作用在閥活塞(56 ) 和先導(dǎo)閥座(58)上，或控制裝置(4')由一機(jī)械預(yù)調(diào)裝置(74)組 成或由磁鐵系統(tǒng)與機(jī)械預(yù)調(diào)裝置結(jié)合組成。
10.按權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)的閥，其特征為所述閥具有另 一第四流體接頭(4)，該第四流體接頭用來無壓力地引出先導(dǎo)油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥，特別是比例溢流閥，具有一帶至少三個(gè)流體接頭(1，2，3)的閥殼體(38)，其中閥可連接在一具有可設(shè)定壓力的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上。由此，閥活塞(56)可借助于一控制裝置控制，該閥活塞可借助于蓄能器(62)與一先導(dǎo)閥座作用連接，并且在流體接頭(1)上存在的使用壓力至少這樣作用在閥活塞(56)上，使得根據(jù)存在的使用壓力和控制裝置(40)的操作力的不同，在另外兩個(gè)流體接頭(2和3)之間的流體可在閥殼體(38)內(nèi)向兩個(gè)方向通流，提供這樣一種閥，它即使在稀的流體介質(zhì)時(shí)也能發(fā)揮可靠的閥開關(guān)功能，并降低故障易發(fā)性。
文檔編號(hào)F15B13/044GK101124525SQ200680004577
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日
發(fā)明者H·阿爾貝特, P·布魯克 申請(qǐng)人:Hydac流體技術(shù)有限公司