專利名稱：緩沖閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于由壓力介質(zhì)操縱的工作回路中的緩沖閥以及這種緩沖閥在汽車助力轉(zhuǎn)向裝置中的應(yīng)用。在這種緩沖閥中，通流截面由殼體、彈簧元件、外蓋和反向輪廓件的共同作用進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在液動(dòng)或氣動(dòng)的工作回路中可能出現(xiàn)一些振蕩，這些振蕩例如是在伺服泵中或是由用戶的沖擊形成的。在一些助力轉(zhuǎn)向裝置中，例如由道路引入到轉(zhuǎn)向車輪或助力轉(zhuǎn)向裝置中的沖擊就可能導(dǎo)致這些振蕩。
從FR 2632371中已知一種緩沖閥，這種緩沖閥將兩個(gè)壓力室彼此分開并且目標(biāo)明確地對(duì)兩個(gè)壓力腔室之間的體積流量路線產(chǎn)生影響。這種已知的緩沖閥具有一個(gè)彈性的閥門板，該閥門板平常位于一個(gè)中間位置，而在兩個(gè)腔室間出現(xiàn)壓力差的情況下，便從其中間位置向壓力較低的方向移動(dòng)。這些緩沖閥的缺點(diǎn)是零件的數(shù)量多并且與此相對(duì)應(yīng)的是需要很大的安裝空間。另一個(gè)缺點(diǎn)是，這種止回閥只在一個(gè)方向上產(chǎn)生作用，并且這種閥的緩沖特性只能在很有限的范圍內(nèi)產(chǎn)生作用。本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的緩沖閥，該緩沖閥可以用于很多方面、能夠在兩個(gè)方向上起作用并且能夠表現(xiàn)出不同的緩沖特性。
本發(fā)明的任務(wù)將通過一種具有主權(quán)利要求特征部分的特征的緩沖閥來完成。
所說的解決辦法是通過向一個(gè)彈簧元件施加壓力或通過一種介質(zhì)的流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，通過這種方法可以形成一個(gè)變化的橫截面積，根據(jù)配置情況，該橫截面積通過可變節(jié)流幾何形狀表現(xiàn)出所需的緩沖效應(yīng)。同時(shí)可以在兩個(gè)流動(dòng)方向上表現(xiàn)出相同或不同的緩沖性能。
在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的適當(dāng)結(jié)構(gòu)和優(yōu)選結(jié)構(gòu)。
所說的緩沖閥可以很簡(jiǎn)單地用一個(gè)彈簧元件與一個(gè)反向輪廓件的共同作用來表示。所說彈簧元件最好制成圓盤形狀并且可以在一個(gè)殼體中軸向移動(dòng)。作為另一種變化形式，所說彈簧元件可以使用多邊形或曲線形的。通過改變彈簧元件、橫截面和反向輪廓件，可以改變緩沖閥的特性。
為了改變通流截面，所說彈簧元件的外輪廓和/或內(nèi)輪廓可以相對(duì)于殼體的輪廓軸向移動(dòng)。殼體的輪廓在軸向長(zhǎng)度上具有不同的橫截面，由此可以影響緩沖性能。
所說彈簧元件的外輪廓或內(nèi)輪廓的移動(dòng)可以通過這種方式來實(shí)現(xiàn)，即，彈簧元件在中央支撐在殼體上或支撐在反向輪廓件上并且由一種彈性材料制成。在這種彈簧元件情況下，各移動(dòng)輪廓在緩沖閥中可以依賴于壓力和流動(dòng)條件在軸向進(jìn)行調(diào)整。
通過目標(biāo)明確地給彈簧元件施加預(yù)應(yīng)力，已經(jīng)可以在最小位移情況下產(chǎn)生一種緩沖效果。在此甚至在平的反向輪廓件情況下，也可以通過軸向平放彈簧元件和改變打開橫截面來實(shí)現(xiàn)壓力控制。
通過自由開口的初步作用，例如通過彈簧元件的彎曲，還可以實(shí)現(xiàn)持久的流動(dòng)，這種流動(dòng)只有在較高的流動(dòng)量情況下才能具有緩沖效果。這樣在汽車的助力轉(zhuǎn)向裝置中，例如可以對(duì)不受歡迎的振蕩和噪聲效應(yīng)進(jìn)行抑制。作為緊湊的單元，所說緩沖閥以其最簡(jiǎn)單的形式可以由三個(gè)部件制成，它們構(gòu)成了具有不同緩沖特性曲線的可調(diào)緩沖閥的基礎(chǔ)。通過自由選擇殼體、反向輪廓件和彈簧元件，甚至還能夠描繪出緩沖函數(shù)，就是說，緩沖特性可以依賴于不同的參數(shù)而發(fā)生改變。如果將緩沖閥在其中間位置的通流截面選擇成如此的大，即直到一定的體積流量它才能夠?qū)崿F(xiàn)無阻礙的流動(dòng)，這樣，該緩沖閥的總體尺寸就可以保持很小。此外還能夠?qū)崿F(xiàn)一種對(duì)流動(dòng)及噪聲特別不敏感的結(jié)構(gòu)。
所說緩沖閥的特性曲線具有多種可能的結(jié)構(gòu)。調(diào)整螺釘可以使壓力水平上升或下降。通過選擇在緩沖元件和殼體之間的配合，可以改變壓力/體積流量特性曲線的坡度。通過改變緩沖元件的剛度，例如通過選擇緩沖元件的厚度，可以影響緩沖效果的起始瞬間。
在汽車助力轉(zhuǎn)向裝置中使用這種緩沖閥是特別有益的，因?yàn)樵谀抢锟晒┦褂玫陌惭b空間很有限并且還可能出現(xiàn)各種類型的振蕩，通過這種緩沖閥的可變性，可以單獨(dú)地消除其噪聲影響及其對(duì)轉(zhuǎn)向性能產(chǎn)生負(fù)面作用的影響。
下面將借助多個(gè)在附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述。
其中

圖1是一個(gè)助力轉(zhuǎn)向裝置的局部縱剖面視圖，該助力轉(zhuǎn)向裝置可以裝備本發(fā)明的緩沖閥。
圖2至13是本發(fā)明緩沖閥的各種實(shí)施例和應(yīng)用實(shí)例，一部分處在不同的工作狀況，且一部分帶有其所屬的特性曲線。
作為本發(fā)明緩沖閥的應(yīng)用實(shí)例，所描述的是一個(gè)齒條-助力轉(zhuǎn)向裝置。但是，本發(fā)明的緩沖閥能夠用于所有的液壓或氣壓支持的工作回路中。
在一個(gè)轉(zhuǎn)向器殼體1中將一個(gè)傳動(dòng)齒輪2可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在兩個(gè)軸承3和4內(nèi)。在傳動(dòng)齒輪2的一個(gè)端部上有一個(gè)轉(zhuǎn)向軸接口5。
所說的傳動(dòng)齒輪2通過其上的齒與一個(gè)齒條6進(jìn)行嚙合，該齒條在轉(zhuǎn)向器殼體中可以軸向移動(dòng)。
一個(gè)伺服馬達(dá)7用于助力支持，其活塞桿8與所說齒條6固定連接。所說伺服馬達(dá)7在一個(gè)缸體10中具有兩個(gè)工作室11和12，這兩個(gè)工作室被一個(gè)固定在活塞桿8上的活塞13彼此分隔開。這兩個(gè)工作室11和12通過工作管路14和15與一個(gè)控制閥18的兩個(gè)缸體接口16和17相連接。此外該控制閥18還具有一個(gè)進(jìn)入接口20，一個(gè)伺服泵形式的壓力源21與該進(jìn)入接口相連接。油箱23與一個(gè)回流接口22相連接。所說的工作管路14和15通過兩個(gè)連接件24和25與缸體10相連接。
在伺服馬達(dá)7的工作室11和12與控制閥18之間的兩條工作管路14和15中各布置一個(gè)緩沖閥26。該緩沖閥26可以或是布置在控制閥18上的缸體接口16和17中，或是布置在伺服馬達(dá)7的缸體10上的連接件24和25中，或是直接布置在工作管路14和15中。
在圖2中所描述的是緩沖閥26的第一實(shí)施例。
在殼體28、外蓋29和反向輪廓件30之間裝入一個(gè)彈簧元件27。在打開方向上，該彈簧元件27被流動(dòng)的壓力介質(zhì)推壓到反向輪廓件30上，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)可以幾乎不妨礙壓力介質(zhì)流動(dòng)的通流截面。在相反的節(jié)流方向上，所說彈簧元件27貼靠在外蓋29上并且暫時(shí)中斷壓力介質(zhì)的流動(dòng)，確切地說直到形成一定的壓力之后，這一壓力使彈簧元件27的內(nèi)側(cè)從反向輪廓件30上抬起來，于是形成一個(gè)變小了的通流截面。因此，在緩沖方向上，通過彈簧元件27與反向輪廓件30的相互協(xié)調(diào)，可以對(duì)一個(gè)精確定義的緩沖閥26的緩沖壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^這種變化得到的特性曲線的特征是在打開方向上具有較小的緩沖作用，而在節(jié)流方向上則以階躍函數(shù)的形式具有很強(qiáng)的緩沖作用。
彈簧元件27本身的幾何形狀也可以影響緩沖閥26的緩沖效果。在圖3中，例如通過一個(gè)預(yù)應(yīng)力彈簧元件27來實(shí)現(xiàn)緩沖作用，該預(yù)應(yīng)力彈簧元件在中間位置上不是封閉地貼靠在外圓周上，而是局部稍微打開。因此，在緩慢的準(zhǔn)靜態(tài)流動(dòng)過程中沒有出現(xiàn)節(jié)流過程。在動(dòng)態(tài)流動(dòng)過程中，在與此相反的節(jié)流方向上，所說彈簧元件27暫時(shí)貼靠在整個(gè)圓周上，因此將通流截面封閉、在一定的壓力水平下將其內(nèi)側(cè)打開，并且能夠因此形成壓力介質(zhì)的緩沖流動(dòng)。所屬的特性曲線的特點(diǎn)同樣是在打開方向上具有較小的緩沖效果，而在緩沖方向上的特性在此則是可變的。因此在緩慢流動(dòng)過程中依賴于體積流量的壓力上升是緩慢的，而在快速流動(dòng)過程中依賴于體積流量的壓力上升則是跳躍式的?？焖俚膲毫ι仙缈梢越档陀善囕喿右氲臎_擊和振動(dòng)，而緩慢的壓力上升在均勻的流動(dòng)速度和轉(zhuǎn)向速度情況下則可以避開棘手的轉(zhuǎn)向慣量。
如圖4所示，通過一個(gè)在反向輪廓件30中的附加通孔31，特性曲線的特點(diǎn)可以受到如下影響，即可以在緩沖方向上出現(xiàn)一個(gè)拋物線形狀上升的壓力/體積流量特性曲線。
通過將一個(gè)附加閥33組合到緩沖閥26中，將會(huì)實(shí)現(xiàn)一種阻塞效應(yīng)，直到達(dá)到一定的體積流量，這將導(dǎo)致壓力/體積流量特性曲線是一個(gè)階躍函數(shù)。
如圖6所示，如果使用一種迷宮式系統(tǒng)34替代圖5中的閥33，則可以通過渦流對(duì)由道路引起的沖擊而形成的動(dòng)態(tài)效應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)有力的抑制。
為使每種類型的汽車都得到一種最佳的調(diào)整辦法，還可以將緩沖閥26變成可調(diào)或開關(guān)形式的。一種這樣的實(shí)施例顯示在圖7上。反向輪廓件30在此設(shè)計(jì)成調(diào)整螺釘32，該調(diào)整螺釘能夠影響緩沖閥26的特性曲線的壓力水平。通過該調(diào)整螺釘32可以對(duì)彈簧元件27施加預(yù)應(yīng)力，由此可以影響到進(jìn)入緩沖效果的參數(shù)。借助調(diào)整螺釘32還可以產(chǎn)生一種依賴于體積流量的緩沖狀態(tài)。
圖8顯示的是一個(gè)在調(diào)整螺釘中帶有附加通孔的可調(diào)緩沖閥，通過該孔可以使特性曲線實(shí)現(xiàn)較平穩(wěn)的上升。
圖9中描述的是一種帶附加開關(guān)元件36的變化形式，所說開關(guān)元件可移動(dòng)地設(shè)置在一個(gè)凸肩35上。在回流方向上，所說開關(guān)元件36受壓離開彈簧元件27，并且因此打開一道不妨礙流動(dòng)的縫隙。而在與此相反的節(jié)流方向上，所說開關(guān)元件36首先移動(dòng)直到凸肩35上的一個(gè)止擋37上，而后所說彈簧元件27才能參與對(duì)壓力變化的調(diào)節(jié)。
通過調(diào)整螺釘32的一種變化的幾何形狀38，如圖10所示，可以在節(jié)流方向上對(duì)一個(gè)限定的基本流動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該基本流動(dòng)隨體積流量的逐漸增加而變化。通過調(diào)整螺釘?shù)妮喞梢詫?duì)壓力/體積流量特性曲線進(jìn)行任意調(diào)整。
圖11描述了另一種實(shí)施變化形式。其外側(cè)用于引導(dǎo)彈簧元件27的調(diào)整螺釘32設(shè)有缺口39，用作體積流量的通道。所說彈簧元件27在軸向移動(dòng)過程中僅支撐在外蓋29上的兩個(gè)點(diǎn)上，因此在節(jié)流方向上，通過杠桿效應(yīng)，體積流量不僅可以從彈簧元件內(nèi)側(cè)流過，而且還可以從其外側(cè)流過。
圖12顯示的是本發(fā)明緩沖閥26的一種使用情況。借助兩個(gè)管接頭40和41可以在之后將該緩沖閥26組合在一條工作管路14中。
圖13描述的是本發(fā)明緩沖閥26的另一種變化形式。在此涉及的是一個(gè)緩沖閥套筒43，該套筒包括一個(gè)空心螺釘42、一個(gè)彈簧元件27和一個(gè)反向輪廓件30。該空心螺釘42的內(nèi)輪廓在此承擔(dān)著殼體28和外蓋29的功能。這種緩沖閥套筒43可以簡(jiǎn)單地以隨后裝配的方式應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。
數(shù)字標(biāo)記表1轉(zhuǎn)向器殼體29外殼2傳動(dòng)齒輪 30反向輪廓件3軸承 31通孔4軸承 32調(diào)整螺釘5轉(zhuǎn)向軸接口33閥6齒條 34迷宮式系統(tǒng)7伺服馬達(dá) 35凸肩8活塞桿36開關(guān)元件9- 37止擋10缸體 38變化的幾何形狀11工作室 39缺口12工作室 40管接頭13活塞 41管接頭14作管路 42空心螺釘15工作管路 43緩沖閥套筒16體接口17體接口18控制閥19流動(dòng)通道20進(jìn)入接口21壓力源22回流接口23油箱24連接件25連接件26緩沖閥27彈簧元件28殼體
權(quán)利要求
1．一種用于由壓力介質(zhì)操縱的工作回路中的緩沖閥，它具有一個(gè)殼體(28)和一個(gè)位于兩個(gè)壓力介質(zhì)接口之間的流動(dòng)通道(19)，其截面可通過一個(gè)平面狀彈簧元件(27)發(fā)生改變，其特征在于所說彈簧元件(27)至少具有一個(gè)中央通孔，并且可以分別根據(jù)流動(dòng)方向交替地在內(nèi)側(cè)或外側(cè)起作用。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于所說彈簧元件(27)至少具有一個(gè)立體幾何形狀的輪廓。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于所說通流截面可以依賴于壓力/流量進(jìn)行變化。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于所說彈簧元件(27)可以在軸向移動(dòng)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于在所說殼體(28)中至少設(shè)有一個(gè)節(jié)流點(diǎn)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于在所說殼體(28)中組合了一個(gè)調(diào)整螺釘(32)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的緩沖閥，其特征在于在所說調(diào)整螺釘(32)中至少設(shè)有一個(gè)節(jié)流點(diǎn)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的緩沖閥，其特征在于在一個(gè)凸肩(35)上可移動(dòng)地設(shè)置有一個(gè)附加開關(guān)元件(36)。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的緩沖閥，其特征在于所說調(diào)整螺釘(32)具有一個(gè)曲線形狀的外輪廓。
10．根據(jù)權(quán)利要求6的緩沖閥，其特征在于所說調(diào)整螺釘(32)設(shè)置有缺口(39)，用作體積流量的通道。
11．根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的緩沖閥，其特征在于在所說彈簧元件(27)中至少設(shè)置有一個(gè)節(jié)流孔。
12．一種使用緩沖閥(26)的方法，所說緩沖閥根據(jù)權(quán)利要求1到10之一進(jìn)行制造并且組合在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的壓力管路中，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有一個(gè)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置、一個(gè)用于支持轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置中轉(zhuǎn)向力矩的液壓伺服馬達(dá)(7)、兩個(gè)被一個(gè)活塞(13)分隔開的工作室(11、12)、一個(gè)用于將壓力介質(zhì)從壓力源(21)輸送到并且送離伺服馬達(dá)(7)的兩個(gè)工作室(11、12)的控制閥(18)，該伺服馬達(dá)通過工作管路(14、15)與工作室相連接。
13．一種使用緩沖閥(26)的方法，所說緩沖閥根據(jù)權(quán)利要求1到10之一進(jìn)行制造，其特征在于所說緩沖閥或是布置在控制閥(18)上的缸體接口(16)和(17)中，或是布置在伺服馬達(dá)的缸體(10)上的連接件(24)和(25)中，或是直接布置在工作管路(14)和(15)中。
全文摘要
在一種用于由壓力介質(zhì)操縱的工作回路的緩沖閥(26)中,在殼體(28)、外蓋(29)和反向輪廓件(30)之間裝入一個(gè)彈簧元件(27)。在打開方向上,該彈簧元件(27)被流動(dòng)的壓力介質(zhì)推壓到反向輪廓件(30)上,這樣就出現(xiàn)了一個(gè)可以幾乎不妨礙壓力介質(zhì)流動(dòng)的通流截面。在相反的節(jié)流方向上,所說彈簧元件(27)貼靠在外蓋(29)上并且中斷了壓力介質(zhì)的流動(dòng),確切地說直到形成一定的壓力之后,這一壓力使彈簧元件(27)的內(nèi)側(cè)從反向輪廓件(30)上抬起來,于是形成一個(gè)變小了的通流截面。
文檔編號(hào)F16F9/348GK1312897SQ99809758
公開日2001年9月12日 申請(qǐng)日期1999年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月18日
發(fā)明者彼得·埃特勒 申請(qǐng)人:Zf操作系統(tǒng)有限公司